גשר דיודות

גשר דיודות (באנגלית: Diode Bridge) הוא מעגל אלקטרוני אנלוגי המורכב מארבע דיודות. שימושו העיקרי של המעגל הוא ביישור מתח חשמלי - המרת מתח חילופין (AC) למתח ישר (DC). גשר דיודות נקרא גם "גשר גרץ" על שם ממציאו, הפיזיקאי הגרמני לאו גרץ. במערכות חשמל תלת-פאזי גשר ליישור מלא יהיה בעל 6 דיודות.

להלן סכמה חשמלית של המעגל:

אם נדמה את אות המבוא לפונקציה מתמטית, אז גשר הדיודות למעשה מבצע פעולת ערך מוחלט לאות המבוא, כלומר לא משנה מה כיוון המתח במבוא, הוא תמיד יהיה חיובי במוצא.

דרך פעולת המעגל
נביט בסכמת המעגל, כאשר הדק המבוא העליון חיובי הפוטנציאל החשמלי בו גבוה, לכן הדיודה מצד שמאל למעלה, שההדק החיובי שלה מחובר להדק המבוא החיובי, תהיה פעילה.
גם הדיודה מצד ימין למטה תהיה פעילה, מכיוון שההדק השלילי שלה מחובר להדק השלילי של המתח.
ניתן לראות את הקוטביות שנוצרת במוצא המעגל בסכמה הבאה:

כאשר ההדק העליון הוא השלילי והתחתון הוא החיובי, הדיודות שיהיו פעילות הן הדיודה בצד שמאל למטה, שההדק השלילי שלה מחובר להדק השלילי של המתח, והדיודה מצד ימין למעלה, שההדק החיובי שלה מחובר להדק החיובי של המתח.
ניתן לראות זאת בסכמה הבאה:

כפי שניתן לראות מהסכמות, הקוטביות שמתקבלת במוצא המעגל זהה בשני המקרים.

התוצאה הסופית של פעולת המעגל
אם נכניס מתח חילופין למעגל, בחלק המחזור החיובי המתח במוצא יהיה רגיל, אך בחלק המחזור השלילי הקוטביות שלו תתהפך, ויתקבל גל פועם.
ניתן לראות זאת בשרטוט בצד, בו מכניסים מתח סינוסואידלי (כפי שקיים בשקעי החשמל בבתים) למעגל.

בחלק העליון של הגרף ניתן לראות אות סינוסואידלי רגיל. בגרף התחתון נראה האות שיוצא מגשר דיודות.
בגרף האמצעי ניתן לראות את המתח על כל אחת מהדיודות כפונקציה של הזמן, זוהי גם צורת המתח שמתקבלת במישר חצי גל.

מיתון גל המוצא
אות המוצא של גשר הדיודות הוא עדיין סוג של גל, על מנת להשתמש במתח המוצא צריך למתן אותו על ידי שימוש בקבל ונגד.
בעת עליית הזרם הקבל יטען וכאשר הזרם ירד הקבל יפרוק את שטען וחוזר חלילה, כך נוצר מתח כמעט ישיר אחיד. למתח המתקבל תהיה אדווה קלה שגודלה יקטן ככל שערכי הקבל או הנגד יגדלו.

על מנת לקבל מתח אחיד סופי יש צורך להשתמש במעגל חשמלי נוסף. למשל, מיצב מתח. מיצב כזה עשוי להשתמש בדיודת זנר.

שימושים נוספים
במכשירי טלפון קווי, מודמים וכדומה מופיע גשר כזה בכניסת המתח (אף על פי שההזנה היא במתח ישר), כדי לאפשר תפקוד המעגל ומניעת נזק, ללא תלות בקוטביות מתח ההזנה (באיזה צד הפלוס ובאיזה צד המינוס).

ראו גם
 מישר חצי גל

קישורים חיצוניים

ממירי מתח וזרם
דיודות