四二极管全波整流桥
把波形的两半都翻向上
AC 是 Alternating Current,即交流电,方向交替变化。DC 是 Direct Current,即直流电,方向保持不变,大小仍可变化。全波桥有四只二极管,每个半周期有两只导通,让两半波形以同一方向通过负载。峰值是最大的瞬时值。
实验台
改变电路设置,预测读数,再检查挑战结果。这些是教学模型,每课都会说明模型的假设。
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工作原理
仅限隔离的低压源,绝不能接市电。模型中每只导通二极管压降 0.7 V。没有平滑电容,输出是脉动直流。这不是经过实物测试的设计。
输出峰值 = max(输入峰值 − 1.4 V, 0)。两只导通二极管造成 1.4 V 压降。平均电流等于波形平均电压除以负载电阻。输出脉冲重复频率是输入的两倍。 频率加倍仅在存在输出脉冲时适用。输入峰值 ≤ 1.4 V 时,整流桥不导通,重复频率表显示 0 Hz。
难度
搭建 · 观察
通电,输入峰值 5 V、频率 50 Hz、负载 1 kΩ。读出输出峰值 3.6 V、重复频率 100 Hz。
需要提示?
5 V 峰值; 50 Hz; 1 kΩ → 3.6 V 峰值; 100 Hz
探索 · 调整
输入峰值 5 V、频率 60 Hz 时,让负载平均电流保持 1.8–2.0 mA。
需要提示?
5 V 峰值; 60 Hz; 1 kΩ → 约 1.909 mA
独立解题 · 发现界限
输入峰值 9 V、频率 50 Hz 时,得到负载平均电流 8–9 mA。
需要提示?
9 V 峰值; 50 Hz; 500 Ω → 约 8.798 mA
延伸阅读与电路配方
把波形的两半都翻向上
实用关联
50 Hz 输入每秒产生 100 个输出波峰,因为两个半周期都被利用。
意外细节
每次输入过零附近,输出仍会降到零。整流桥本身不能产生平坦的电源电压。
值得避开的误区
这里的 3.6 V 是峰值,不是平均值。峰值除以电阻不能得到平均电流。
输入频率加倍,峰值和负载不变。平均电流…
- 加倍
- 减半
- 不变
延伸阅读
理想波形只是重复得更快,形状和幅度未变,所以时间平均值不变。