Kalkulator pokazuje, czego można spodziewać się za pełnookresowym mostkiem Graetza i kondensatorem filtrującym. Podstawą jest napięcie skuteczne AC, z którego wyznaczane jest napięcie szczytowe, a następnie odejmowane są spadki na dwóch przewodzących diodach.
Tętnienia zależą przede wszystkim od prądu obciążenia, częstotliwości ładowania kondensatora i jego pojemności. To model do szybkiego oszacowania zasilacza, a nie symulacja rzeczywistych impulsów prądu diod, rezystancji transformatora, ESR kondensatora czy zmian napięcia sieci.
Powiązane obliczenia dla prostownika i zasilacza
Napięcie po mostku zależy od transformatora, diod, obciążenia i kondensatora. Kolejne narzędzia pozwalają sprawdzić cały tor zasilania zamiast analizować sam prostownik w oderwaniu.
Napięcie za mostkiem a wartość RMS transformatora
Napięcie zapisane na uzwojeniu wtórnym transformatora jest zwykle wartością skuteczną AC. Dla sinusoidy wartość szczytowa jest większa o czynnik √2. Dlatego z 12 V AC otrzymujesz około 16,97 V wartości szczytowej jeszcze przed uwzględnieniem spadków na diodach.
W mostku Graetza w danej chwili przewodzą dwie diody. Jeśli dla pojedynczej diody wpiszesz spadek 0,7 V, od szczytu odejmowane jest około 1,4 V. Dla przykładowych 12 V AC daje to około 15,57 V jako szczyt dostępny na kondensatorze.
Rzeczywiste napięcie może różnić się od tego wyniku. Znaczenie ma obciążenie transformatora, rezystancja uzwojeń, charakterystyka diod, temperatura oraz chwilowa wartość napięcia zasilającego.
Tętnienia po prostowaniu pełnookresowym
Po mostku pełnookresowym kondensator jest doładowywany dwa razy w każdym okresie napięcia wejściowego. Dla 50 Hz otrzymujesz więc około 100 Hz częstotliwości tętnień, a dla 60 Hz około 120 Hz.
W prostym modelu spadek napięcia między kolejnymi doładowaniami można oszacować ze stosunku prądu do częstotliwości tętnień i pojemności. Większy prąd zwiększa tętnienia, natomiast większa pojemność i większa częstotliwość je zmniejszają.
Ten wzór jest najwygodniejszy wtedy, gdy tętnienia są rozsądnie małe względem napięcia szczytowego. Przy bardzo małej pojemności lub dużym prądzie kondensator rozładowuje się na tyle mocno, że potrzebny jest dokładniejszy model przebiegu.
Szacowane napięcie DC i napięcie minimalne
Kondensator ładuje się w pobliżu szczytu prostowanego napięcia, a następnie rozładowuje do obciążenia. Kalkulator przyjmuje prosty model liniowego spadku między szczytami: napięcie minimalne to w przybliżeniu wartość szczytowa po diodach pomniejszona o całe ΔV, a napięcie średnie jest oszacowane w połowie tego zakresu.
Dla 12 V AC, dwóch spadków po 0,7 V, 500 mA i 2200 µF otrzymujemy około 15,57 V w szczycie, 2,27 Vpp tętnień oraz około 14,43 V jako średnie napięcie w uproszczonym modelu.
Jeżeli za mostkiem ma pracować stabilizator liniowy, szczególnie ważne jest napięcie minimalne. Regulator musi zachować wymagany zapas wejście–wyjście również w dolnej części tętnień.
Pojemność kondensatora dla zadanego poziomu tętnień
Ten sam wzór można przekształcić, aby dobrać pojemność do dopuszczalnego ΔV. Jeżeli obciążenie pobiera 0,5 A, częstotliwość tętnień wynosi 100 Hz, a celem jest 1 Vpp, wychodzi około 5000 µF.
W praktyce dobór kondensatora nie kończy się na samej pojemności. Trzeba sprawdzić jego napięcie znamionowe, dopuszczalny prąd tętnień, ESR, temperaturę pracy i żywotność. Kalkulator nie zgaduje tych parametrów, ponieważ zależą od konkretnego elementu i warunków pracy.
Jeżeli obciążenie jest impulsowe zamiast prawie stałego, prosty wzór może nie opisywać dobrze rzeczywistego przebiegu i warto wykonać pomiar lub symulację.
Wskazówka od KalkulatorXXL
Przy projektowaniu zasilania patrz nie tylko na średnie Vdc, ale przede wszystkim na najniższe napięcie w dolinie tętnień. To ono decyduje, czy stabilizator za mostkiem zachowa wymagany zapas wejście–wyjście.
Jeżeli napięcie minimalne jest zbyt niskie, można zwiększyć pojemność, zmniejszyć prąd obciążenia albo zmienić napięcie transformatora — ale każda z tych zmian ma również skutki dla prądu diod, strat i temperatury.
Dla ucznia technikum i studenta elektroniki
W zadaniach o prostowniku mostkowym rozdziel obliczenia na etapy: wartość skuteczna AC → wartość szczytowa → spadek na dwóch diodach → częstotliwość tętnień → rozładowanie kondensatora.
- Sinusoida: wartość szczytowa jest √2 razy większa od RMS.
- Mostek: w torze przewodzenia są jednocześnie dwie diody.
- Pełnookresowo: częstotliwość tętnień jest 2 razy większa od częstotliwości AC.
- Kondensator: większe C zmniejsza ΔV, a większy prąd obciążenia zwiększa ΔV.
- Kontrola: wynik Vdc z kondensatorem nie może być wyższy niż szczyt po odjęciu spadków na diodach.
Przykładowe zadania z rozwiązaniami
Treść: Transformator daje 12 V RMS. Spadek na jednej diodzie wynosi 0,7 V. Oszacuj szczyt napięcia na kondensatorze.
Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie
Najpierw: 12 × √2 ≈ 16,97 V.
Mostek przewodzi przez dwie diody: 16,97 − 2 × 0,7 ≈ 15,57 V.
Treść: Obciążenie pobiera 0,5 A, częstotliwość sieci to 50 Hz, a kondensator ma 2200 µF. Oszacuj ΔVpp.
Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie
Częstotliwość tętnień: 2 × 50 = 100 Hz.
C = 2200 µF = 0,0022 F.
ΔV ≈ 0,5 / (100 × 0,0022) ≈ 2,27 V.
Treść: Przy 50 Hz i obciążeniu 0,2 A chcesz ograniczyć tętnienia do 0,5 Vpp. Jaka pojemność jest potrzebna w prostym modelu?
Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie
f tętnień = 100 Hz.
C ≈ I / (f × ΔV) = 0,2 / (100 × 0,5) = 0,004 F.
Treść: Mostek Graetza jest zasilany napięciem 60 Hz. Jaka jest podstawowa częstotliwość tętnień za prostownikiem pełnookresowym?
Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie
Pełnookresowy mostek wykorzystuje oba półokresy, więc f tętnień = 2 × 60 Hz.
Najczęstsze błędy w obliczeniach prostownika
- Mylenie RMS ze szczytem – napięcie transformatora 12 V AC nie oznacza szczytu 12 V.
- Odjęcie tylko jednego Vf – w mostku w danej chwili przewodzą dwie diody.
- Użycie 50 Hz zamiast 100 Hz – za mostkiem pełnookresowym częstotliwość tętnień jest podwojona.
- Pomijanie obciążenia – bez prądu kondensator prawie nie rozładowuje się w tym idealnym modelu.
- Dobór kondensatora tylko po µF – w realnym układzie trzeba sprawdzić również napięcie znamionowe, ESR i prąd tętnień.
Ciekawostka
Zwiększenie pojemności dwa razy zmniejsza tętnienia w przybliżeniu dwa razy, ale jednocześnie może zwiększyć krótkie impulsy prądu ładowania kondensatora przez mostek i transformator. Dlatego „jak największy kondensator” nie zawsze jest najlepszą odpowiedzią projektową.
Dalsza ścieżka w pakiecie Elektronika
Dobór elementów całego zasilacza jest opisany krok po kroku w poradniku o prostym zasilaczu. Więcej powiązanych narzędzi znajdziesz w Akademii Elektroniki.
FAQ – mostek Graetza, napięcie po prostowaniu i tętnienia
Ostatnia aktualizacja: 24.08.2026