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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mindeststromstärke von Gleichrichter-Dioden


Autor: Ralf (Gast)
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Hi,

im Anhang ist die Schaltung einer Schul-Aufgabe vom Stift aus der
Firma.
Die Frage zur Aufgabe ist, warum der Maximal-Strom der
Gleichrichter-Dioden mindestens 2.5A betragen muss. Die Antworten der
meisten Kollegen waren wohl klar 5A.

Hätte ich zuerst auch gesagt, habs mir aber dann genauer angesehen...
Ich komme zwar auf das richtige Ergebnis, aber ich bin mir jetzt nur
nicht sicher, ob ich die richtige Lösung habe:

Wenn ich die kleine, unscheinbare Angabe "Imax = 5A" beachte, lässt
mich das vermuten, dass es sich hier um den Spitzenstrom durch RL
handelt.
Also muss ich erstmal durch Wurzel 2 teilen, um auf den equivalenten
Gleichstrom zu kommen.
Wenn ich jetzt davon ausgehe, dass ja wie auch im Schaltbild zu sehen,
keine Glättung erfolgt, habe ich ja immer positive Halbwellen.
Wenn ich nun davon ausgehe, dass ich bei diesen Halbwellen nochmals den
equivalenten Gleichstrom (nochmal durch Wurzel 2 teilen) berechnen muss,
weil ja keine Glättung vorhanden ist, komme ich auf folgende Formel:

I = (Imax / Wurzel 2) / Wurzel 2
  = (5A / 1.4142) / 1.4142
  = 2.5A

und mit dieser Formel aufs richtige Ergebnis. Eine andere Lösung kann
ich mir nicht vorstellen. Die Frage ist, ob meine Erklärung tatsächlich
richtig ist, denn ich möchte dem Stift logischerweise nichts falsches
erzählen.

Ralf

Autor: Dieter Werner (dds5)
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Ich halte die Aufgabe für ungücklich formuliert.
Wenn mit dem Begriff Maximalwert wirklich der Spitzenwert gemeint sein
sollte, ist die Antwort zweifellos 5 A.

Hier wird aber offenbar darauf angespielt, dass immer nur 2 Dioden
gleichzeitig während einer Halbwelle arbeiten, also nur zu 50% der Zeit
stromführend sind (in Wirklichkeit etwas weniger wegen der
Vorwärtsspannung).

Autor: Wolfgang Weinmann (Gast)
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Hallo,

also die Aufgabe ist etwas schwammig. Wenn eine Diode einen Max.
Stromwert hat (absolut max. ratings) dann darf dieser zu keiner noch so
kleinen Zeit überschritten werden. Zum andern ist nicht ganz klar, ob
nicht der Effektivwert in der Zeichnung gemeint ist.

Also ich reime mir das mal so zusammen: Die 5 A. sind die
Sinusamplitude. Diene erste Teilung durch Wurzel 2 ist ok, um auf den
Effektifwert zu kommen. Weiterhin ist aber zu berücksichtigen, daß über
ein Diodenpaar nur die halbe Zeit von der Sinuswelle der Strom fließt.
die andere halbe Periodendauer wird dann ja das andere Diodenpaar
benutzt.

Und ein Gleichstrom I (bei Dir der Effektivwert 5A/1.41), der zu 50%
anliegt und zu 50% den Wert 0 hat hat den Effektifwert I/ Wurzel 2
also (5/1.41)/1.41 A = 5/2 A = 2.5A

Gruß

Wolfgang

www.ibweinmann.de

Autor: Ralf (Gast)
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Mhm... heisst also, im Prinzip liege ich richtig, nur hab ich nicht
bedacht, dass jeweils nur zwei Dioden zur gleichen Zeit arbeiten...
Ächz... ich sollte glaub ich auch mal wieder mein Schulzeug auskramen
und nachgucken...

Danke!
Werd ich morgen gleich mit dem Stift so durchgehen...

Ralf

Autor: Winfried (Gast)
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Kommt halt drauf an, was mit Spitzenstrom der Dioden gemeint ist: Ein
Strom, der zu keiner Zeit überschritten werden darf oder der
durchschnittliche Strom (bei 50/60Hz betrachtet). In einem Fall braucht
man eine 5 A Diode, im anderen Fall eine 2.5A.

Autor: Conlost (Gast)
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Hallo,

ich denke mal es soll erkannt werden, das immer
zwei Dioden zusammen den Strom von 5A liefern.
Das bedeutet pro Diode dann diese 2,5A.

Es grüsst,
Arno

Autor: Ralf (Gast)
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@Arno:

Die Theorie kapier ich jetzt aber nicht:

Zwei Dioden sind immer aktiv, die anderen beiden "quasi" gar nicht
vorhanden. Das ergibt eine Reihen-Schaltung D-R-D, und der Strom
beträgt dann durch beide Dioden 5A...

Ralf

Autor: Winfried (Gast)
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Genau, Reihenschaltung und dabei gilt dann gleicher Strom durch beide
Dioden, also 5A Spitzenstrom.

Das gilt selbst dann, wenn man 100 Stück in Reihe schaltet ;-)

Autor: Ralf (Gast)
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Eben. Also ist Arnos Antwort nicht richtig...

Ralf

Autor: Ingo (Gast)
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Ich denke die Idee dahinter war wesentlich einfacher:

Bei einer Graetz Schaltung leiten die Dioden nur 50% der Zeit. Imax =
5A der jeweils zu 50% von einem Diodenpaar (in Reihe) geliefert wird.
Macht pro Diode 2.5 A im Mittel.

Dass das bei realen Dioden u.U. nicht funktioniert sei mal dahin
gestellt. Niemand würde in der Praxis eine Schaltung so auslegen.

Autor: Conlost (Gast)
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Hallo,

ja ich habe mich da vertan und schäme mich nun. :-)
Aber bei solch einer blöden Fragestellung kann das schon mal
passieren,
denn die Frage widerspricht sich irgenwie selber.

@Ralf:
Lass uns bitte wissen wie die richtige Antwort von offizieller Seite
gelautet hat.

Es grüsst,
Arno

Autor: Ralf (Gast)
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@Arno:

Genau, die Fragestellung ist m.E. beschissen. Kein Wunder, dass sich
die Stifte da vertun...

Und wie bereits gesagt wurde, keiner würde real so eine Schaltung
dimensionieren...

Ralf

Autor: mas81 (Gast)
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Die Angabe der maximalen Stromstärke von Dioden ist i.d.R der 
Dauergleichstrom in Durchlassrichtung.

Dies entspricht gleichzeitig dem Effektivwert des Stroms bei 
Wechselspannung

Die Dioden werden jeweils nur jede 2. Halbwelle belastet, also wie bei 
einer Einweggleichrichterschaltung und der Effektivwert des 
Gesamtsignals dieses Ausgangssignals beträgt Spitzenwert/2.

Man sollte unterscheiden zwischen Gleichanteil, Wechselanteil und 
Effektivwert des Gesamtsignals.

Effektivwert Gesamtsignal E1U = 2,5A
Effektivwert Gesamtsignal B2U = 3,5A!

ich habe auch das Problem gehabt und es durch diese Beiträge gelöst, 
danke...

mas81

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