Brücken-Gleichrichter

Der Brückengleichrichter.

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Der Brückengleichrichter besteht aus vier Gleichrichterdioden, deren Funktionsweise im Folgenden erklärt wird. Die Darstellungen zeigen die vier Dioden in Brückenschaltung, in der Mitte erkennt man einen Widerstand, der das angeschlossene Gerät darstellen soll.
Brückengleichrichter 1
  • (1) In der technischen Stromrichtung gehen wir vom +-Pol der Quelle aus.

  • (2) Der Weg durch die rechte Diode ist versperrt ('Einbahnstraße'), diese Diode ist in Sperrpolung. Es bleibt nur der Weg durch die Diode unten links.

  • (3) Diesmal ist die Diode oben links in Sperrpolung, es bleibt nur der Weg durch den Widerstand (das Gerät).

  • (4) durch die in Durchlaßpolung liegende Diode oben rechts geht es zurück zum - Pol der Quelle.

In der folgenden Darstellung wurde die Polung der angelegten Quelle vertauscht, nun ist der +Pol oben und der -Pol unten. Bei einer Wechselspannung würde dies der Polung während der anderen Halbwelle entsprechen.
Quelle umgepolt
  • (1) in der technischen Stromrichtung führt der Weg diesmal in der oberen Leitung zur Brückenschaltung.

  • (2) die Diode oben rechts ist in Sperrpolung: Dadurch bleibt dem Strom nur die 'Einbahnstraße' durch die Diode oben links.

  • (3) Die Diode unten links sperrt, dem Strom bleibt nur der Weg durch das Gerät.(den Widerstand).

  • (4) Schließlich führt der Weg über die Diode unten rechts zurück zum -Pol der Quelle.

Unterschiede und Gemeinsamkeiten:

  • Von den vier Dioden leiten immer nur zwei.
    Je nach Polung der Quelle leiten immer zwei gegenüberliegende Dioden, während das andere Diodenpaar sperrt.

  • Das Gerät (der Widerstand) wird aber in beiden Fällen von links nach rechts vom (technischen) Strom durchflossen.
    Für das Gerät ist es so, als ob am seinem linken Anschluß (a) der +Pol und am rechten Anschluß (b) der -Pol einer Gleichspannungsquelle liegen würde.

    Man kann sich dies leicht klar machen, indem man sich die "roten" ( = sperrenden) Dioden einfach wegdenkt, und die "grünen" ( = leitenden) Dioden durch ein Stück Draht ersetzt denkt. Bei jeder Polung der Quelle ist dann der linke Anschluß des Widerstands immer mit dem + Pol der Quelle verbunden, der rechte Anschluß mit dem - Pol.
    ( Sieh Dir die Animationen oben darauf hin noch einmal an!)

In dieser Darstellung ist eine Wechselspannung angelegt.

Achte auf folgende Punkte besonders:

Polungen und technische Stromrichtung:

  • Achte auf die Stromstärkepfeile in der Zuleitung, diese wechseln mit der Polung.
  • Die Stromrichtung durch das Gerät ist immer gleich.
Gleichrichtung

Farben:

  • Während der positiven Halbwelle der Wechselspannung sind die Leiter grün, während der negativen Halbwelle blau gezeichnet.

  • Je kräftiger die Farbe in der Darstellung, desto größer ist der Betrag der Spannung ,.

  • Ist die Spannung 0, sind die Leitungen grau dargestellt.

  • Dioden in Sperrrichtung sind rot dargestellt.

"Spannungsoszillogramme":

  • Die roten Punkte in den Spannungsverläufen zeigen den momentanen Wert der angelegten Wechselspannung und der sich ergebenden "Gleichspannung" an.

    (Auch hier kann man durch Klicken in die Grafik den Einzelschritt-Modus aktivieren)

Die am Gerät anliegende Spannung ist zwar eine Gleichspannung (Strom hat immer dieselbe Richtung, die Polung am Widerstand ändert sich nicht), jedoch verändert sich der Betrag der Spannung.

Es gibt sogar Zeitpunkte an denen die Spannung 0 ist!

Man nennt eine solche Gleichspannung eine "pulsierende Gleichspannung".

Möchte man eine geglättete Gleichspannung, d.h.eine Gleichspannung von stets gleichem Betrag der Spannung, so muß man diese "Spannungslöcher" füllen.
Man schaltet dazu dem Gerät einen Kondensator parallel.
Während die Spannung groß ist, lädt sich der Kondensator auf, in den Spannungslöchern gibt er Ladung an das Gerät ab.

Modell: Regentonne im Garten:

Der Kondensator entspricht der Regentonne.
Wenn es regnet ( = große Spannung) füllt sich die Tonne (Kondensator).
Dafür kann man der Tonne Wasser ( = Ladung, Energie) entnehmen, wenn es gerade nicht regnet ( = Spannung 0).

So wie die Regentonne ein "Wasserpuffer" ist, ist der Kondensator also ein "Ladungspuffer".

© Grüninger, Landesbildungsserver, 2003