HODNOTY NAPĚTÍ

Pracoval jsem se žáky i dospělými v mnoha radiokroužcích, a neustále jsem narážel na neznalost významů střední, efektivní a vrcholová hodnota u střídavého proudu, zvláště v seznamování se s usměrňovači. Zkusím zde tedy vydolovat ze své paměti, co jsem se naučil v pradávných dobách mé školské docházky.

Amatér se nejčastěji setkává se všemi těmito hodnotami současně u usměrňovačů. Tak třeba máme transformátor, který na sekundárním vinutí dává 2 x 30 V. To je ovšem napětí střídavé a protože napětí v rozvodné síti je s dostatečnou přesností harmonické, můžeme z této hodnoty vypočítat podle známých vzorců napětí vrcholové a střední. Vrcholové se dostane násobením odmocninou ze dvou, střední se dostane z vrcholového násobením dvěma a dělením Ludolfovým číslem PI. Pro 30 V efektivních bude vrcholová hodnota 30 x 1,4 = 42 V, střední pak 27 V.

To má tyto praktické důsledky: Zapojíme-li usměrňovač bez zátěže, a má-li přitom filtr kondenzátorový vstup, dostaneme na tomto kondenzátoru (tzv. sběracím) napětí 42 V. Elektrolytické kondenzátory pro 30 V efektivních na transformátoru proto musí být dimenzovány na vrcholové napětí, to je minimálně na 42 V, v praxi tedy alespoň 50 V. Když tento usměrňovač budeme postupně zatěžovat, napětí klesá, až přibližně při jmenovitém proudu transformátoru a usměrňovací diody (za předpokladu, že jsou stejné) dosáhneme teprve stejnosměrné napětí které se rovná efektivní hodnotě napětí na transformátoru. To však platí jen přibližně.

Konstruktéři, kteří prvně použijí tlumivkový vstup filtru, bývají překvapení malou hodnotou napětí za filtrem. Na jeho výstupu je totiž možné dostat nejvýše střední napětí transformátoru. To však není žádná nevýhoda tlumivkového vstupu, nýbrž samozřejmý zjev, se kterým je nutno počítat při návrhu transformátoru. Zato dává tlumivkový vstup stálé napětí při kolísající zátěži (vyjma při malém zatížení). Stejně bychom byli překvapeni, kdybychom měřili stejnosměrné napětí běžným ručičkovým přístrojem za usměrňovačem bez filtru. Zde rovněž dostáváme střední napětí.

Při jednocestném usměrnění zůstává vrcholové napětí stejné, střední je ještě poloviční, takže z 30V dostáváme jen 13,5 V. To naprosto není nevýhoda nebo chyba, ale jednoduchý fyzikální zákon, který je nutno znát a umět se s ním vypořádat.