Вакуумные и газовые выпрямители и принцип их работы

Выпрямители — это электрические системы, преобразующие переменный ток в постоянный. При подаче на выпрямитель переменного напряжения в выходной цепи протекает пульсирующий постоянным (прямой) ток.

схема выпрямителя тока

По основному принципу конструкции выпрямителей делятся на:

  1. вакуумные;
  2. газовые;
  3. электролитические;
  4. твердотельные.

Вакуумные выпрямители тока

кенотрон вакуумный выпрямитель тока Действие вакуумных выпрямителей основано на том, что электроны из холодных металлов не могут переходить в вакуум, в то время как переход в обратном направлении возможен. Этого рода выпрямители, так называемые кенотроны, состоят из двух металлических электродов, запаянных в хорошо эвакуированный сосуд.

Одному из электродов придают форму нити, температура которой протекающим по ней от самостоятельного источника током может быть доведена до 2.000 — 3,000°С. Так как металлы при высоких температурах излучают электроны, то ток через кенотрон проходит только тогда, когда накаленная нить является катодом; ток в обратном направлении равен нулю. Кенотроны применяются для выпрямления переменных токов высокого напряжения — до 250.000 вольт, с нагрузкой до 0,3 ампера.

Газовые выпрямители тока

Действие газовых выпрямителей основано на различных закономерностях, сопровождающих явление ударной ионизации, газов. Вследствие ударной ионизации концентрация ионов меняется в междуэлектродном пространстве, и у катода, откуда начинается ионизация, поле должно быть больше, чем в остальных частях. Здесь образуется так называемое катодное падение потенциала.

В разреженных газах это падение потенциала не зависит от давления газа и определяется только его природой и материалом катода. Не зависит оно также и от силы тока, но до тех лишь пор, пока свечение не покроет всей поверхности электрода (область нормального падения потенциала от 60 до 200 вольт). При дальнейшем возрастании силы тока падение потенциала начинает также возрастать (область аномального падения потенциала от 200 до 1.000 вольт), пока, наконец, разряд не переходит в дугу.

Эти явления используются для конструирования выпрямителей следующим образом. В стеклянную, наполненную газом трубку впаиваются электроды из различного материала и различной площади. Электрод с большой площадью делается из материала с малым нормальным падением потенциала. Когда он служит катодом, то сопротивление трубки мало, так как на газ приходится большое падение потенциала.

Когда ток идет в обратном направлении, то у электрода с малой площадью возникает аномально большое падение потенциала, и ток почти не проходит через систему. Большой электрод делается из щелочных и щелочно-земельных металлов; трубки наполняются аргоном (давление 5 мм) или смесью неона и гелия (давление 10 мм); максимальная нагрузка выпрямителей — 0,2 ампера.

Статья предоставлена компанией «Раута — Энерго» — поставщиком токопроводов, шинопроводов и анализаторов качества электроэнергии на рынок РФ и таможенного союза.

При копировании материалов ссылка на сайт обязательна.
Все права защищены. Электрические схемы © 2012-2016