Ensretning af vekselspænding
Teori
Vekselspænding (AC)
Vekselspænding skifter polaritet med en frekvens på 50 Hz. Spændingen svinger symmetrisk omkring 0 V mellem en positiv og en negativ halvperiode.
Diodens funktion
En diode er en halvlederkomponent, der leder strøm i én retning (fra anode til katode) og blokerer i den modsatte. Dette kaldes ensretning. Dioden har et spændingsfald på ca. 0,7 V (silicium).
1 diode – halvbølge-ensretning
Dioden placeres i serie med belastningen. Den leder kun i den positive halvperiode og blokerer i den negative.
- Output: Pulserende DC med samme frekvens som input (50 Hz).
4 dioder – fuldbølge-ensretning (Graetz-bro)
Fire dioder forbindes i en brokobling. AC-signalet tilsluttes to modstående knudepunkter; DC udtages mellem de to andre. I den positive halvperiode leder to dioder, i den negative leder de to andre.
- Output: Pulserende DC med dobbelt frekvens (100 Hz ved 50 Hz net). Begge halvperioder udnyttes.
Sammenligning
| Parameter | 1 diode | 4 dioder |
|---|---|---|
| Udnyttelse af AC | 50 % | 100 % |
| Output-frekvens | 50 Hz | 100 Hz |
| Diodefald | 0,7 V | 1,4 V |
Ensretterens anvendelse
Stort set alt elektronik har brug for jævnspænding, men strøm fra stikkontakten er vekselspænding. Derfor sidder der ensrettere i:
- Mobilopladere – omdanner 230 V AC til lav DC
- Computerstrømforsyninger – ensretter og stabiliserer spænding
- LED-pærer – de fleste LED-pærer har en indbygget ensretter
- TV, radio, spillekonsoller – alt med en indbygget strømforsyning
Kort sagt: Uden ensrettere kunne du ikke oplade din telefon eller bruge din computer derhjemme.
🔬 Til dig der gerne vil vide mere
En vekselspænding på 10 V AC (RMS) er den effektive værdi – altså den jævnspænding, der ville give samme varmeeffekt i en modstand. Men den virkelige spænding svinger højere.
Sinus-sammenhænge
Før ensretning:
Efter ensretning:
Beregningseksempel med 10 V RMS
Hvorfor RMS?
RMS står for Root Mean Square. Det er den jævnspænding, der giver samme effekt i en ohmsk belastning som den målte AC. Måler du 10 V AC med et multimeter, får du RMS. Peak-to-peak er ca. 2,83 gange højere – vigtigt at kende, når du vælger komponenter, der skal holde til spændingen.
Andet der er værd at tænke på
- Tabet i en diode er ca. 0,7 V. For en diodebro med 4 dioder er tabet ca. 1,4 V. Hvis du tænker at det burde være 2,8 V, så husk at det kun er 2 dioder der skal passere ad gangen.
- Vekselstrøm i DK og EU m.fl. er 230 V, og frekvensen er 50 Hz.
- Ved ensretning med fire dioder ændres frekvensen fra 50 til 100 Hz. Det er en fordel, når spændingen skal udglattes (filtreres).