Wartość średnia napięcia na wyjściu prostownika zależy od tego, jaki przebieg jest uśredniany. Dla typowego jednofazowego prostownika dwupołówkowego (np. mostkowego) na obciążeniu otrzymuje się przebieg będący wartością bezwzględną sinusa.
Dla takiego przebiegu (bez uwzględniania filtracji kondensatorem i przy założeniu idealnych elementów) wartość średnia po okresie wynosi:
Uśr = (2·Um)/π, gdzie Um to wartość maksymalna (amplituda) napięcia sinusoidalnego.
W praktyce w zadaniach egzaminacyjnych najczęściej podane lub domyślne jest napięcie skuteczne Urms. Dla sinusa zachodzi zależność:
Um = √2 · Urms.
Po podstawieniu dostajemy wygodną postać:
Uśr = (2/π)·√2·Urms ≈ 0,9·Urms.
Jeśli napięcie skuteczne na wejściu prostownika (z uzwojenia wtórnego transformatora) jest w przybliżeniu 230 V, to:
Uśr ≈ 0,9 · 230 V ≈ 207 V.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- 230 V to typowo wartość skuteczna sinusa (AC), a nie wartość średnia po wyprostowaniu. Wartość średnia jest mniejsza.
- 115 V może kojarzyć się z "połową" 230 V albo z innymi systemami zasilania, ale nie wynika ze wzoru na wartość średnią dla prostowania dwupołówkowego.
- 104 V jest zbliżone do wartości, które mogłyby się pojawić przy innym typie przebiegu/założeniach (np. inne prostowanie lub inne napięcie wejściowe), ale nie pasuje do standardowego przeliczenia Uśr ≈ 0,9·Urms.
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdzaj, czy pytanie dotyczy wartości średniej (DC), czy skutecznej (RMS), czy maksymalnej (amplitudy). Te trzy wielkości dla tego samego przebiegu mają różne wartości i łatwo je pomylić.
