diodekondensator:gleichrichter:start
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Die Diode als Gleichrichter
Zur Stromleitung wird meist Wechselspannung (roter Graph) verwendet, die einen sinusförmigen zeitlichen Verlauf mit der Periodenlänge 1/50 s besitzt. Viele elektrische Geräte, insbesondere alle unsere Schaltungen in diesem Kurs, benötigen aber Gleichspannung (grüner Graph). Normalerweise liefern uns unsere Steckernetzteile diese Gleichspannung, in diesem Kapitel wollen wir aber lernen, wie sie die Wechselspannung aus dem Stromnetz in eine Gleichspannung konvertieren.
Warum fließt im Stromnetz nicht einfach Gleichspannung?
- In den meisten Kraftwerken wird aus Rotationsenergie - d.h. aus der Drehung einer Achse - elektrische Energie gewonnen. Dies geschieht in Windkraftwerken direkt aus der Drehung des Windrades, in thermischen Kraftwerken (Atomkraftwerke, Kohlekraftwerke, Gaskraftwerke, …) durch Erzeugung von Wasserdampf unter hohem Druck, der eine Turbine antreibt. Die Generatoren, die die Rotationsenergie in elektrische Energie umwandeln, erzeugen bauartbedingt immer Wechselspannung.
- Die Amplitude der Wechselspannung lässt sich mit Hilfe von Transformatoren sehr einfach erhöhen oder erniedrigen. Dies ist immens wichtig, da zum Transport des elektrischen Stroms Wechselspannung mit sehr hoher Amplitude (oft mehrere hundert Kilovolt) verwendet wird, die Verbraucher aber deutlich niedrigere Spannungen benötigen.
- Zu Transport elektrischer Energie werden hohe Spannungen verwendet, weil bei gegebenem Leitungswiderstand $R$ die Verlustleistung $P = U\cdot I = R\cdot I^2$ beträgt. Dabei ist $U$ nicht die Amplitude der zum Verbrauch
Trivialer Ansatz: Diode einbauen
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