Frage über Brückengleichrichter

[Daaniel]

Hallo.
Ich habe mir mit vier dioden IN4001 und einen Elko 1000uF einen Brückengleichrichter gebaut. Als Netzgeraät nutze ich einen Klingeltarfo 12V AC. Meine Frage ist warum kommen 18V DC am Ausgang raus und nicht 12V? Liegt es am Kondensator, ist der zu klein oder ist das ganz normal?
Danke Gruß Daniel

[shaun]

Dr. Sommer: Ja Daniel, das ist ganz normal, da musst Du Dir keine Sorgen machen. Bei der Gleichrichtung einer sinusförmigen Spannung mit einem Effektivwert von 12V erhält man eine pulsierende Gleichspannung, deren Amplitude dem Scheitelwert der Wechselspannung entspricht, und dieser beträgt Ueff*sqrt(2)=16,8V. Davon musst Du dann noch den Spannungsabfall an jeweils zwei Dioden, also ca. 1,2-1,4V abziehen. Der Elko macht daraus eine "richtige" Gleichspannung. Da Du unbelastet misst, ist die Spannung etwas höher als die theoretischen ca. 15,5V, denn die Leerlaufspannung eines 12V-Trafos beträgt idR auch nicht 12V.
So ein paar Grundlagen tun wirklich nicht weh ;)

[zerush]

Du kannst ja mal etwas experimentieren. Wenn du den Elko größer machst, erhälst du eine stabilere Kurve, und das ganze nähert sich dann auch wieder den 12V...

[shaun]

Herrje, was wird das denn jetzt? Ohne Last darf der Kondensator beliebig klein sein und es bleibt doch eine reine Gleichspannung. Je größer er gewählt wird, desto geringer bleibt die Welligkeit bei steigender Last. Was aber in jedem Fall bleibt ist der Scheitelwert der Wechselspannung minus zwei Flussspannungen.

[Foooob]

Bei kleinen Trafos mit ein paar VA ist die Überspannung im Leerlauf gegenüber der Nennspannung bei Belastung oft um den Faktor 1.5 größer.

Und 12V * 1.5 = 18V ;-)

[shaun]

Und wofür soll das nun eine Erklärung sein? Für die 18V !!!!DC!!!! die er an seinem Siebelko misst wohl kaum.

[mechat]

Hallo zusammen,

es ist schon ganz richtig wie Robotik Einstein gestern um 21:56 sagte. Zu einem, die besagte etwas höhere Lehrlaufspannung; zum anderen dann noch die Gleichrichtung, geglättet mit einem Kondensator, was dann -unbelastet-, auf diesem Wege, die von Dir gemessene 18 Volt Spannung ausmacht. Die sqrt(2) = 1,414213562, ist der Faktor, der sich, wie oben gesagt ergibt. Die Wechselspannung, vom Kreis abgeleitet, hat bei 45° seinen Effektivwert. Bei 90° ist er bei U-Dach, also der Scheitelspannung angekommen.
Je nach Dimensionierung, und Belastung einer solchen Schaltung, kann man aber "Pi mal Daumen" sagen, dass man bei Last in etwa wieder auf die 12 Volt auskommt. - Das mit den sqrt(2) und den 45° kann man im Fachkundebuch nachlesen. Bei einer stabilisierten Schaltung, sollte man etwas höher ansetzen, weil im Leerlauf, dann auch Energie verbraucht wird, die die Spannungsquelle belastet, um z.B. 12 Volt am Ausgang zu haben. - Viel Erfolg bei der Arbeit.
Gruß
mechat

Nachtrag:
Es kommt natürlich darauf an, von wo aus man rechnet.
Andersherum macht es 0,707 von der Spitze zum Effektivwert aus.
Es bleibt der Faktor (Wurzel aus zwei).
Im Grunde genommen ist das, das selbe.

[zerush]

Herrje, was wird das denn jetzt? Ohne Last darf der Kondensator beliebig klein sein und es bleibt doch eine reine Gleichspannung. Je größer er gewählt wird, desto geringer bleibt die Welligkeit bei steigender Last. Was aber in jedem Fall bleibt ist der Scheitelwert der Wechselspannung minus zwei Flussspannungen.

Sorry, aber nein!
Wenn du einen kleinen Kondensator dran anschließt, wird das sicherlich keine reine Gleichspannung werden. Sobald die Spannung kleiner ist, als die des Kondensators, wird dieser wieder entladen. Du erhälst bei einem sehr kleinen Wert also exakt die Eingangsspannung.

Und was man am Ende idealerweise herausbekommt, ist nicht die Scheitelspannung, sondern die Effektivspannung. Sonst könntest du zaubern und Energie aus dem Nichts gewinnen.
Von der Effektivspannung müsste man dann nochmal die Spannungsabfälle der Dioden abziehen.

So hat es mein Vorredner ja auch gesagt:

Je nach Dimensionierung, und Belastung einer solchen Schaltung, kann man aber "Pi mal Daumen" sagen, dass man bei Last in etwa wieder auf die 12 Volt auskommt.


Um nochmal zum Topic zu kommen:
Schließ einfach mal einen geeigneten Verbraucher an und miss die Spannung dann nochmal. Wie shaun ja auch schon sagte, je größer die Last, desto größer muss auch der Kondensator sein, um eine stabile Spannung zu erhalten.

[shaun]

Aber ja, ohne Last (wie ich schrieb) ist auch bei einem kleinen Kondensator die Gleichspannung ideal. Davon abweichende Beobachtungen könnten aus dem Stromfluss während der Rückerholungszeit der Gleichrichterdioden resultieren, das ist aber ein ganz anderer Aspekt.
Wieso sollte man Energie aus dem Netz gewinnen können? Die Ausgangsspannung ist die Scheitelspannung minus zwei Diodenflussspannungen und dem Mittelwert der Restwelligkeit. Das ist trotzdem mehr als der Effektivwert.
Da natürlich keine Energie aus dem Nichts gewonnen werden kann, ist der dem Trafo entnommene Ladestrom höher als der Ausgangsgleichstrom.

[Besserwessi]

Der Effektivwert des Stroms aus dem Trafo ist höher, denn der Strom fleißt nur in kruzen, dafür aber starken Pulsen. Die Ladungen die fließen sind natürlich die gleichen.
Wegen des höheren Effektivwertes des Stromes muß der Trafo auch deutlich größer ausgelegt werden. Für 1 A Gleichstrom hinter dem Elko sollte man etwa 2 A Belastbarkeit für den Trafo vorsehen. Der genaue Wert hängt von der Trafogröße und dem Elko ab.