Die Elektrizitätswerke versorgen die Haushalte mit sinusförmiger Wechselspannung, deren Frequenz \(50\,\rm{Hz}\) ist und deren Amplitude (Maximalwert) \(325\,\rm{V}\) beträgt. Für viele Geräte im Haushalt benötigt man jedoch kleinere Gleichspannungen.
Zunächst kann man mit einem geeigneten Transformator die Spannung auf einen gewünschten Wert heruntertransformieren, nach der Transformation liegt jedoch immer noch Wechselspannung vor. Mit einer Diode lässt sich nun diese Wechselspannung in eine pulsierende Gleichspannung umwandeln.
Aufbau für niederfrequente Spannungen
Besonders augenfällig kann die Gleichrichterwirkung der Diode gezeigt werden, wenn man die niederfrequente Wechselspannung eines Sinusgenerators verwendet, dessen Frequenz so gering ist, dass Gleichspannungsmessinstrumente mit ihrem Zeiger der Spannungsänderung noch folgen können.
Verwendet man anstelle einer Siliziumdiode eine Leuchtdiode, so kann man am Aufleuchten der Diode sogar sehen, wann gerade Polung in Durchlassrichtung besteht.
Aufbau für hochfrequente Spannungen
Bei höheren Frequenzen der sinusförmigen Wechselspannung eignen sich die Gleichspannungsinstrumente nicht mehr für den Nachweis von Spannungen. Der Zeiger des linken Instruments würde aufgrund seiner Trägheit beim Nullpunkt stehen bleiben, der Zeiger des rechten Instruments würde dagegen einen Ausschlag zeigen (warum?).
Für die Darstellung des zeitlichen Verlaufs der Spannung eignet sich bei hohen Frequenzen besser ein Oszilloskop.
Beobachtung und Erklärung
Nur wenn die Diode in Durchlassrichtung gepolt ist, kann im Kreis Strom fließen und nur dann fällt am Widerstand eine Spannung ab.
Ist die Diode in Sperrrichtung gepolt, so fließt kein Strom und die am Widerstand \(R\) abfallende Spannung \(U_2\) ist dann Null.
Mit der obigen Schaltung ist es wohl gelungen eine pulsierende Gleichspannung \(U_2\) zu erzielen. Allerdings ist man vom Ideal einer Gleichspannung (im Oszilloskopbild eine Parallele zur Zeitachse) noch weit entfernt. Der pulsierende Gleichstrom fließt nur während einer Halbperiode. Mit der sogenannten Doppelweggleichrichtung kommt man diesem Ziel schon etwas näher.