Glättung und Siebung

Ladekondensator
Durch die Gleichrichterschaltung entsteht eine stark pulsierende Gleichspannung. Zum Glätten dieser Spannung wird ein Kondensator verwendet. Meistens ein Elektrolytkondensator mit einer hohen Kapazität. Das Pulsieren der Spannung wird durch diesen Kondensator weitestgehend verhindert. Der Kondensator wird als Ladekondensator CL bezeichnet. Man spricht auch von kapazitiver Belastung.

Hinweis: Hierbei sollte man berücksichtigen, dass ein einzelner großer Elektrolytkondensator wenig Sinn macht. Besser ist es, die Kapazität auf zwei oder mehr Elektrolytkondensatoren zu verteilen. Ein Kondensator sollte dabei mit möglichst kurzem Leitungsweg am Brückengleichrichter geschaltet sein und der andere Kondensator möglichst nahe am Verbraucher.

Vergleich des Spannungsverlauf mit und ohne Kondensator
Während der Zeit des Anstiegs der Spannung lädt der Kondensator sich auf. Zwischen den Halbwellen überbrückt der Kondensator die Spannungslücke.
Je größer die Kapazität des Kondensators ist, um so besser ist die Glättung.
Die Kapazität kann aber nicht beliebig hoch gewählt werden, da sonst der hohe Ladestrom des Kondensators die Gleichrichterdioden zerstören würde.
Die Restwelligkeit der geglätteten Wechselspannung wird Brummspannung genannt. Die Brummspannung UBrumm ist der Wechselspannungsanteil der geglätteten Wechselspannung. Die Brummspannung ist eine messbare Größe, die mit einem Oszilloskop dargestellt werden kann.

Die Brummspannung ist abhängig von

  • der Kapazität des Ladekondensators CL.
  • der Zeit (Frequenz) mit der der Ladekondensator aufgeladen wird.
  • der Größe der Belastung/Stromentnahme.

Die Brummspannung ist um so kleiner, je

  • größer die Kapazität vom Ladekondensator CL ist.
  • größer der Lastwiderstand RL bzw. kleiner der Laststrom IL durch den Lastwiderstand ist.
  • größer die Frequenz der Brummspannung UBrumm ist.

Siebschaltungen / Siebglieder

Die Brummspannung kann mit zusätzlichen Siebgliedern verringert werden. Sieb- und Filterschaltungen sollen die Brummspannung (Wechselspannungsanteil einer geglätteten Wechselspannung) möglichst stark verringern, ohne den Innenwiderstand der gesamten Schaltung deutlich zu erhöhen.

RC-Siebglied

RC-Siebglied
Durch den Widerstand RS und den zweiten Kondensator CS werden die Spannungsschwankungen hinter dem Ladekondensator CL noch mehr ausgeglichen.
Bei größeren Stromstärken entsteht am Widerstand Rs ein zu großer Spannungsabfall. Hier verwendet man besser ein LC-Siebglied.

LC-Siebglied

LC-Siebglied
Die LC-Siebung ist wegen des geringen Spulenwiderstandes RSpule sehr vorteilhaft, wird aber wegen der Spulengröße und des Gewichtes seltener eingesetzt.

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