2. Теоретична частина
Змінний струм промислової частоти 50 Гц, енергією якого живиться абсолютна більшість побутових і промислових приладів і машин абсолютно не придатний для харчування радіоелектронних пристроїв, для роботи яких необхідні джерела живлення постійного (за величиною і напрямком) струму або напруги. Отримання такого струму або напруги з змінного здійснюється в кілька етапів, одним з яких є випрямлення. В результаті цієї операції з синусоїдальної змінного струму отримують постійний по напрямку, але змінюється по величині - пульсуючий струм (напруга).
На рис.1, а реальна ВАХ показана штриховою лінією, і додана ще одна координатна вісь часу, що дозволяє зобразити закон зміни вхідного напруги діода від часу. На рис.1, б показаний закон зміни струму, що протікає через діод, від часу.
З графіків неважко зрозуміти, що діод відкритий і пропускає струм тільки бенкет позитивній напівхвилі вхідної напруги, а при негативній напівхвиль на діод діє замикає зворотна напруга і струм в ланцюзі не проходить, з урахуванням прийнятої нами ідеалізації ВАХ. З цієї ж причини (лінійність прямої гілки) струм в ланцюзі буде являти собою послідовність синусоїдальних імпульсів, тривалість яких і інтервал між імпульсами рівні половині періоду.
Якщо в якості навантаження включити резистивний елемент (рис.2), то падіння напруги на ньому буде повторювати за формою струм. За допомогою наступних операцій фільтрації і стабілізації з такого пульсуючого напруги або струму отримують постійний не тільки по напрямку, але і по величині струм. Випрямляч на рис.2 називається однополуперіодним. оскільки струм в ланцюзі тече лише одну півхвилю періоду. Є схеми, які використовують два або чотири діода, які дозволяють отримати синусоїдальні імпульси струму або напруги в кожному напівперіод з однаковою полярністю. Такі схеми називаються двухполуперіодним.
Операція фільтрації пульсуючого напруги заснована на використанні елементів, опір яких залежить від частоти. Справа в тому, що послідовність синусоїдальних імпульсів можна уявити поруч Фур'є, в який входитиме постійна складова і нескінченний набір гармонійних складових з частотами, кратними частоті вхідної напруги. Амплітуди цих гармонійних складових зменшуються з ростом частоти. Оскільки індуктивний елемент має опір прямо пропорційним частоті, а ємнісний елемент - обернено пропорційним, то вибравши індуктивний елемент з досить великою індуктивністю і включивши його послідовно з навантаженням, а конденсатор досить великої ємності включивши паралельно навантаженні, можна практично повністю позбутися від гармонійних складових струму або напруги в навантаженні, зберігши при цьому постійну складову.