1.14. НАПРАВЛЕНИЕ ТОКА И ВЫПРЯМЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
Исключительно широкое применение на практике получили устройства, имеющие нелинейную характеристику (§ 1.16) и обладающие такой особенностью: они хорошо проводят ток в одном направлении и плохо проводят ток в другом направлении. Такие устройства называют выпрямителями (см. гл. 9).
Электрическую характеристику таких устройств можно получить по ранее применявшейся схеме (рис. 1.13), дополненной рубильником, предназначенным для перемены направления тока: в зависимости от положения рубильника (рис. 1.17), соединяющего генератор постоянного тока с внешней цепью, ток во внешней цепи должен изменять направление.
Рис. 1.17. На рисунке изображен рубильник, служащий для перемены направления тока у потребителя. Проследите внимательно за направлением; тока при левом и правом положениях рубильника. Пройдя по внешней части цепи, ток возвращается через провод 1, проходит через полосатый провод и по ножу рубильника возвращается к зажиму «-». При правом положении рубильника направление тока во внешней цепи изменится (проверьте это самостоятельно). Знаками « + » и «-» показаны концы проводов, идущих от генератора. Цифрами 1 и 2 обозначены провода, идущие к потребителю. При левом положении рубильника ток от плюса + идет по ближнему концу рубильника и по черному проводу — к проводу, обозначенному цифрой 2
Рис. 1.18. Схема для определения зависимости тока от напряжения в выпрямителе. Цепь присоединяется к источнику, напряжение которого можно регулировать (ИРН). Перекидной рубильник предназначен для изменения направления тока и напряжения во внешней части цепи
Рис. 1.19. Электрическая характеристика выпрямителя. По горизонтальной оси вправо отложены значения тока для одного направления (каждое деление соответствует 1 А). По той же оси влево отложены значения тока противоположного направления (каждое деление теперь соответствует 0,05 А). По вертикальной оси отложено напряжение вверх при одном положении рубильника, вниз — при другом положении. Одно деление в вертикальной оси соответствует 0,25 В
На рис. 1.18 показана схема для измерений, а на рис. 1.19 представлена диаграмма, построенная на основании опытных данных.
Обратим внимание на то, что при одном направлении включения генератора напряжению 1 В соответствует ток 3,5 А, а при другом направлении такому же напряжению (1 В) соответствует ток, меньший 0,05 А.
В последнем случае ток меняет направление на противоположное.
Пример. Подсчитайте сопротивление выпрямителя при разных направлениях тока и при напряжении 1 В.
Из приведенных цифровых данных находим, что для одного направления (проводящего) сопротивление
Для другого направления (непроводящего) сопротивление больше, чем
Рассмотренный пример элемента цепи, чувствительно го к направлению тока, лишний раз показывает важность в определении направления тока и в правильном определении зажимов «+» и «-» источника.
Выпрямляющее действие. Практическое назначение устройств, хорошо проводящих ток в одном направлении и плохо в другом, заключается в возможности выпрямления переменного тока: ток одного направления пропускается, а ток другого направления задерживается.
Подобные выпрямители применяют для зарядки аккумуляторов от сети переменного тока и для многих других технических устройств.