Как работает умножитель напряжения?

[Света]

Правильно. В этой схеме нужно просто понять, что под цифрой 2 конденсатор включен последовательно с источником питания, то есть, это похоже, как будто вы включили две батарейки последовательно. Следовательно, напряжение этих двух "батареек" сложится и на нагрузке будет сумма напряжений источника и конденсатора.

[Lander]

Это я понимаю, но ведь, тогда конднестаор С1 должен отдать свой накопленный заряд, то есть разрядиться и презарядиться, но уже другой полярности ?

[koyodza]

Требуемая ёмкость С1 зависит от частоты и тока нагрузки, чем ниже частота и/или больше ток нагрузки, тем больше требуется ёмкость.

Если ёмкость С1 достаточна, то он не должен успевать полностью разряжаться и перезаряжаться. Если ёмкость будет слишком маленькой, то он может успеть разрядиться и перезарядиться, но в этом случае схема не будет работать как умножитель напряжения и выходное напряжение будет очень низким

[Lander]

Но конденсаторы С1 и С2 одинаковой емкости ?

А то как бы получаеться, что за один полупериод С1 успевает заряжаться, а разряжаться за второй полупериод не успевает, но если С1 почти не успеет разрядиться, тогда и С2 почти нечего не получит, только от источника питания. ?

[koyodza]

Напряжение на С2 достигает номинальной величины обычно не за один период, а за много.
Ёмкость С1 и С2 не обязательно одинаковая. На практике часто используют одинаковые конденсаторы или С2 больше

[Lander]

...

[alkarn]

Ландер, может станет яснее, если учтешь, что любой умножитель напряжения действительно будет умножать только в том случае, когда конденсаторы стоят достаточно большой емкости, и практически не разряжаются за то время, когда они отдают заряд. При малой емкости никакого удвоения, утроения и т. д. не будет.

[Lander]

1)Все равно не понимаю, на конденсатор С1 действует полупериод синусоиды - это определенное время t1, конденастор получает заряд, потом во время 2 полупериода, за такое же время t1 коннденсатор разрядаеться, но не успевает полностью разрядиться за такое вермя t1 за которое он был заряжен, это можно обьяснить, только тем, что он разряжаеться в цепь с большим сопротивлением. Это получаеться так ?

2) Во время прекращения действия второго полупериода, начинаеться третий полупериод - это рисунок 3, Конденсатор С1 опять заряжаеться, а конденсатор С2 заряжен, и во время третьего полупериода на него прекращает действовать потенциал от источника питания. Он должен начать разряжаться, и путь разряда только один, через нагрузку R на вторую свою обкладку. Правильно ?

[alkarn]

Конденсатор С1 даже не в половину, а в первую четверть периода зарядится до амплитудного значения (скажем, амплитуда напряжения на вторичной обмотке 10 вольт, значит на нем будет 10 вольт). В дальнейшем у правильного удвоителя напряжение на этом конденсаторе не будет снижаться ниже 9-9,5 вольт.
В момент включения токи в элементах могут в 10-20 раз превышать те, что текут во время стационарной работы, потому что сопротивление разряженного конденсатора равно практически нулю.
Дальнейшую работу рассматривай, как если бы вместо конденсатора стоял аккумулятор на 10 вольт. Он слегка, на пол вольта разрядится за второй полупериод, и на пол вольта дозарядится во время третьего.
Также и С2, он заряжается до 20 вольт и напряжение на нем не падает ниже 18-19 вольт.
Иначе это будет плохой выпрямитель с большими пульсациями и напряжение на его выходе обычный вольтметр будет показывать много ниже желаемого двойного.
Отсюда расчет емкости - чтобы за 0,02 сек ток нагрузки не снижал напряжение на нем больше, чем на 10%.
Формул из школьной физики достаточно, чтобы рассчитать величину емкости.
На самом деле все, конечно, гораздо сложнее, но для приблизительного рассчета такоих понятий достаточно.

[Lander]

Спасибо! Весьма доступно для понимания написали!

Но я не пойму только, почему конденсатор за четверть период зарядиться полностью успевает, а разрядиться нет, что мешает конденсатору так же разрядиться полностью за четверть периода ? Сопротивление Нарузки ?

Просто еще вопрос когда С1 зарядает конденстаор С2, он также разряжаетсья и через нагрузку, то не удвоенным напряжением ведь ?

[rustot]

Но я не пойму только, почему конденсатор за четверть период зарядиться полностью успевает, а разрядиться нет, что мешает конденсатору так же разрядиться полностью

потому-что он при разряде включается в цепь с ненулевой исходной разницей потенциалов, создаваемой источником и вторым конденсатором. если вы конденсатор, заряженый до 10в подключите к батарейке 5в, то только до 5в он и сможет разрядиться

[Lander]

А как быть с тем, что когда С1 заржает конденстаор С2, он также разряжаетсья и через нагрузку, то не умноженным напряжением?

[rustot]

для удобства можно считать что на нагрузку разряжается только C2, то есть по мере нарастания напряжения C1 мгновенно передает заряд C2, а потом уже C2 разряжается на нагрузку. если начнете считать как они оба взаимодействуют с нагрузкой то с большой вероятностью скатитесь в двойной счет

[Света]

А как быть с тем, что когда С1 заржает конденстаор С2, он также разряжаетсья и через нагрузку, то не умноженным напряжением?

Ну почему же "не умноженным"?
Нагрузка подключена между последовательно включенными двумя источниками - трансформатором и конденсатором, которые в сумме будут давать умноженное напряжение. Посмотрите внимательно на свои схемы, уберите мысленно диод (VD2 в первых схемах или VD1 в последующих)...

[Lander]

Просто во время второго полупериода - это рисунок 2, конденсатор С1 зарядает до удвоенного напрядения коннденсатор С2, и конденсатор в это время не разряжаеться, а заряжаеться, но помимо пути заряда С2 и тока с кондненсатора С1 есть путь еще и через нагрузку, а конднесатор С1 заряжен всего лишь до номинального напряжения трансформатора.

[Света]

Не С1 заряжает, а одновременно трансформатор с С1.
Где здесь "...с кондненсатора С1 есть путь еще и через нагрузку..."?
Я условно показала обмотку трансформатора (снизу) и конденсатор (сверху) в виде батарейки и убрала диод, который никакого влияния в этот полупериод не оказывает.

В вашей схеме уберите резистор, конденсатор зарядится до 20 В через несколько периодов.
И теперь, если поставить резистор довольно большим, таким, чтобы этот конденсатор успел разрядиться только совсем немного, пока идёт первый полупериод, когда заряжается С1, вот тогда получите удвоение

[Lander]

Как мне кажеться ток должен идти вот так:

[alkarn]

Время заряда-разряда конденсатора определяется произведением T=RC, R- сопротивление цепи заряда или разряда. Сопротивление зарядной цепи в выпрямителях всегда стараются сделать минимальным, обычно доли ома - сопротивление обмотки трансформатора + открытого диода, + ещё кое-какие мелочи. Иногда за счет этого получаются огромные пусковые импульсы тока, опасные для элементов, и специально вводят дополнительные резисторы, которые после заряда закорачиваются (софт-старт).
Сопротивление разрядной цепи в десятки раз выше.
Я немного упростил процесс, на самом деле во время второй полуволны С1 отдаст половину заряда конденсатору С2 и прилично подразрядится, но потом, после 3-4 полуволн уже так и будет как писал - оба конденсатора работают как аккумуляторы - держат постоянное напряжение на нагрузке и подзаряжаются короткими импульсами через диоды от сети.
И всё-таки, давай придерживаться общепринятого направления тока - от (+) к (-).
Принципиального значения не имеет, но будешь всю жизнь путаться - вся рота идет "не в ногу", один старшина "в ногу".

[Света]

Как мне кажеться ток должен идти вот так:

Да, часть тока пойдёт на нагрузку, но сопротивление нагрузки должно быть таким большим, при котором эти конденсаторы будут разряжаться чуть-чуть.
Посмотрите, где используются умножители, питание высоковольтных электродов в кинескопе, где ток в микроамперах, питание варикапов, которые практически не потребляют тока...

[Lander]

То есть применять умножители для питания хотя 100 Вт нагрузки, не имеет смысла ?