Giải SGK Chuyên đề Vật lí 12 Bài 4. Chỉnh lưu dòng điện xoay chiều

Sử dụng thiết bị diode bán dẫn cho dòng điện xoay chiều biến đổi thành dòng điện một chiều.

1. Đường đặc trưng I - U

2. Nhận xét:

· Khi mắc thuận, U tăng thì I tăng;

· Khi mắc ngược, U tăng còn I không thay đổi, vẫn có giá trị là 0 mA.

1. Đồ thị điện áp vào là dạng đồ thị hình sin thường thấy của mạch điện xoay chiều. 

Đồ thị điện áp ra (đã chỉnh lưu qua diode) có phần giá trị điện áp dương vẫn giữ nguyên; còn phần điện áp âm ở đồ thị 4.7a có giá trị bằng 0 ở đồ thị 4.7b.

2. Khi hiệu điện thế giữa anode và cathode của diode là dương, dòng điện đi từ anode sang cathode, qua điện trở R, trở về nguồn U_v. Vôn kế chỉ giá trị của U_v. Khi dòng điện đổi chiều đi từ nguồn qua R đến diode (hiệu điện thế giữa anode và cathode là âm), dòng điện không đi qua được diode. Vôn kế chỉ giá trị là 0.

Do các diode tạo thành các cặp phân cực thuận, phân cực ngược luân phiên nhau.

Ở nửa chu kì đầu. khi dòng điện có chiều đi đến vị trí 1 thì dòng điện sẽ đi qua D₁ (vì D₁ phân cực thuận, D₄ phân cực ngược), do đó hiệu điện thế tại 2 dương, đến vị trí 2 thì dòng điện không đi qua D₂ do D₂ lúc này phân cực ngược, dòng điện sẽ đi qua điện trở R và về vị trí 4. Dòng điện lúc này sẽ đi qua D₃ và đến vị trí 3 sau đó về nguồn, tại vị trí 4 điện thế lúc này dương.

Ở nửa chu kì tiếp theo, dòng điện đổi chiều thì dòng điện sẽ đi đến vị trí 3, lúc này dòng điện sẽ qua D₂ (vì D₂ phân cực thuận, D₃ phân cực ngược), vị trí 2 lúc này sẽ có điện thế dương. Dòng điện ở vị trí 2 sẽ đi qua điện trở R (không đi qua D₁ vì lúc này D₁ phân cực ngược), dòng điện qua R lại về vị trí 4, vị trí 4 lúc này có điện thế dương, sau đó dòng điện qua D­₄ và về 1, sau đó về nguồn.

1. Phần dương của đồ thị điện áp vẫn giữ nguyên ở đồ thị điện trở; phần âm của đồ thị điện áp thì đổi dấu, nhưng vẫn giữ nguyên giá trị tuyệt đối ở đồ thị điện trở.

2. Dòng điện đi từ nguồn đến điểm 1, đi qua D₁ đến điểm 2 (không qua D₄ vì D₄ phân cực ngược), sau đó qua R đến điểm 4, rồi qua D₃ đến điểm 3 và trở về nguồn.

Dòng điện xoay chiều, đi từ nguồn đến điểm 3, đi qua D₂ đến điểm 2 (không qua D₃ vì D₃ phân cực ngược), sau đó qua R đến điểm 4, rồi qua D₄ đến điểm 1 và trở về nguồn.

3. Ở đồ thị điện áp chỉnh lưu nửa chu kì, phần hiệu điện thế âm của nguồn có giá trị bằng 0; Ở đồ thị điện áp chỉnh lưu cả chu kì, phần hiệu điện thế âm của nguồn giữ nguyên giá trị tuyệt đối, nhưng đổi dấu từ âm thành dương.