Gleichrichter (Einweg)

Worum geht es?

Beim Einweggleichrichter lässt eine einzelne Diode nur die positive Halbwelle durch. Die negative Halbwelle wird gesperrt — die Last sieht eine pulsierende Gleichspannung, deren arithmetischer Mittelwert deutlich unter dem Scheitelwert liegt.

Wesentliche Eigenschaften:

• Nur eine Halbwelle pro Periode → Pulsfrequenz = Netzfrequenz (50 Hz).
• Mittelwert U_DC = U_peak / π ≈ 0,318 · U_peak.
• Hoher Restwelligkeitsgrad, große Glättungskondensatoren nötig.

Brauchbar für sehr kleine Ströme; ab nennenswerter Last greift man zur Brücke.

Die Formel

U_DC = U_peak / π

Umstellung:
    U_peak = U_DC · π

Die Variablen

Minimal-Beispiel

Netztrafo liefert 12 V Effektivwert → U_peak ≈ 12 · √2 ≈ 16,97 V.

U_DC = U_peak / π
     = 16,97 / 3,1416
     ≈ 5,40 V

Praxis-Beispiele

Beispiel 1 — Aus U_eff direkt

Mit U_eff bekannt: U_DC = (U_eff · √2) / π = U_eff · √2 / π ≈ U_eff · 0,45.

U_DC = U_eff · √2 / π
     = 230 V · 1,4142 / 3,1416
     ≈ 230 · 0,4502
     ≈ 103,5 V

Beispiel 2 — Gewünschten Scheitelwert finden

Es sollen 24 V Mittelwert herauskommen.

U_peak = U_DC · π
       = 24 · 3,1416
       ≈ 75,4 V

U_eff  = U_peak / √2 ≈ 53,3 V

Beispiel 3 — Diodenflussspannung mit einrechnen

In der Praxis verliert die Diode ihre Schleusenspannung; bei Si etwa 0,7 V vor der Mittelwertbildung.

U_peak,real = U_peak − U_D
            = 16,97 − 0,7
            ≈ 16,27 V

U_DC = 16,27 / π ≈ 5,18 V