Wie funktioniert ein Gleichrichter?
Jun 17, 2020
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Wie funktioniert ein Gleichrichter?
Zunächst einmal könnte Ihr wertvollster Besitz ohne Gleichrichter nicht funktionieren: Nein, es ist nicht Ihr Telefon, sondern das Ladegerät. Ihr Telefonladegerät und im Übrigen die meisten elektronischen Haushaltsgeräte werden nicht mit einer Wechselstromversorgung betrieben - dem Wechselstrom, der von Kraftwerken erzeugt und dann über Übertragungskabel an Ihr Haus geliefert wird -, sondern mit einer Gleichstromversorgung: eine Konstante Strom, der stets in eine Richtung fließt.
Der Gleichrichter ist ein in Ihr Gerät eingebetteter Stromkreis, der die unruhige Wechselstromversorgung Ihres Hauses in eine stabile Gleichstromversorgung umwandelt, damit Ihre Geräte ordnungsgemäß funktionieren. Wie erreicht der Gleichrichter diese Korrektur?
Die Diode
Die Diode ist einer der ersten Nachkommen dieser Halbleiterrevolution. Das Gerät besteht im Wesentlichen aus zwei miteinander verklebten Halbleiterplatten. Die Halbleiter unterscheiden sich jedoch in ihren Eigenschaften: Einer ist elektronenarm oder weist einen Überschuss an positiven Ladungen oder Löchern auf, während der andere mit Elektronen durchsetzt ist und daher einen Überschuss an negativen Ladungen aufweist. Zusammen bilden sie eine sogenannte aPN-Kreuzung.
Der grundlegende Zweck einer Diode besteht im Gegensatz zu einem Widerstand darin, den Strom in eine einzige Richtung fließen zu lassen. Strom durch eine Diode fließt nur, wenn ihr positiver Halbleiter oder der Knoten mit dem positiven Anschluss der Batterie verbunden ist und sein negativer Halbleiter oder die Kathode mit dem negativen Anschluss der Batterie verbunden ist. Der Strom wird unterdrückt, wenn die Klemmen miteinander verbunden sind.
Die Diode befindet sich im Herzen des Gleichrichters, wo der Gleichrichter seine Eigenschaften nutzt, um seinen Zweck zu erfüllen.
Berichtigung
Zunächst wird die Wechselspannung drastisch reduziert, da eine dreistellige Spannung Ihren Toaster oder Ihr Ladegerät brät. Dies wird mit einem Transformator oder einem Spannungsregler erreicht. Die verminderte Wechselstromversorgung wird dann dem Gerät zugeführt, wo sie zuerst vom Gleichrichter begrüßt wird. Der Gleichrichter wandelt den Wechselstrom in Gleichstrom um und leitet ihn dann an den Kernstromkreis des Geräts weiter.
Ein Gleichrichter kann eine Gleichstromversorgung erzeugen, indem er entweder nur einen Zyklus (entweder positiv oder negativ) der Wechselstromversorgung gleichgerichtet oder beide gleichgerichtet. Ersteres wird daher als Halbwellengleichrichter bezeichnet, da es nur eine Hälfte der Versorgungswellenform gleichrichtet, während letzteres als Vollwellengleichrichter bezeichnet wird, da beide Hälften oder die Gesamtheit der Wellenform gleichgerichtet werden.
Halbwellengleichrichter
Die Größe der Wechselstromversorgung wird mit einem Transformator reduziert und dieser speziellen Konfiguration von Dioden zugeführt. Die Konfiguration korrigiert nur die positiven Zyklen der Wellenform:
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