Mạch chỉnh lưu có chức năng: (D)

SCR (Silicon Controlled Rectifier) là một loại chỉnh lưu điều khiển bằng silicon. Cực cổng (Gate) của SCR được sử dụng để kích hoạt (làm cho SCR dẫn điện). Khi có một dòng điện đủ lớn được đưa vào cực cổng, SCR sẽ chuyển từ trạng thái tắt sang trạng thái dẫn điện và tiếp tục dẫn điện cho đến khi dòng điện qua nó giảm xuống dưới một ngưỡng nhất định (dòng điện duy trì). Vì vậy, đáp án chính xác là làm cho SCR dẫn.

Trong mạch SCR điều khiển pha toàn kỳ, góc kích (α) điều khiển thời điểm SCR bắt đầu dẫn điện. Khi góc kích tăng, khoảng thời gian SCR dẫn điện trong mỗi chu kỳ giảm xuống. Điện áp chỉnh lưu trung bình trên tải tỉ lệ thuận với khoảng thời gian dẫn điện của SCR. Do đó, khi góc kích tăng từ 0° lên 90°, điện áp chỉnh lưu trung bình trên tải sẽ giảm xuống. Khi α = 90°, điện áp trung bình trên tải giảm đáng kể so với khi α = 0°. Vì vậy, đáp án chính xác nhất là 'D. Giảm xuống zero.' mặc dù thực tế nó có thể không hoàn toàn bằng 0 do các yếu tố khác, nhưng sự suy giảm là đáng kể nhất trong các lựa chọn.

SCR (Silicon Controlled Rectifier) sẽ bị đánh thủng (phá hủy) khi điện áp đặt trên anode-cathode là âm hơn giá trị điện áp ngược cực đại mà nó có thể chịu được. Điều này là do khi điện áp ngược vượt quá giới hạn, lớp chuyển tiếp sẽ bị đánh thủng, dẫn đến dòng điện lớn chạy qua SCR và làm hỏng nó.

A. Dòng kích cực cổng cực đại: Dòng này có thể làm hỏng cổng, nhưng không nhất thiết làm đánh thủng SCR theo nghĩa nó không còn hoạt động được nữa.
B. Điện áp đặt trên anode-cathode là âm: Điều này đúng một phần, nhưng chưa đủ chính xác. SCR có thể chịu được một điện áp âm nhất định.
C. Điện áp đặt trên anode-cathode là dương: Với điện áp dương đủ lớn, SCR sẽ dẫn điện khi có dòng kích thích cổng, nhưng điện áp dương không gây đánh thủng nếu không có kích.
D. Điện áp đặt trên anode-cathode là âm hơn giá trị điện áp ngược cực đại: Đây là đáp án chính xác nhất, vì khi điện áp ngược vượt quá ngưỡng, SCR sẽ bị đánh thủng.

Điện áp hiệu dụng: \(V_{rms} = \frac{220\sqrt{2}}{\sqrt{2}} = 220\) V.
Dòng điện hiệu dụng: \(I_{rms} = \frac{V_{rms}}{R} = \frac{220}{2} = 110\) A.
Vì chỉ có nửa chu kỳ dòng điện chạy qua diode nên dòng điện trung bình qua diode là:
\(I_{TB} = \frac{I_{rms}}{\pi} = \frac{110}{\pi} \approx 35\) A. Tuy nhiên, do đề bài yêu cầu dòng trung bình, và chỉ diode dẫn trong nửa chu kỳ, ta có:
\(I_{TB} = \frac{1}{T} \int_{0}^{T} i(t) dt = \frac{1}{T} \int_{0}^{T/2} \frac{V_{iac}}{R} dt = \frac{1}{T} \int_{0}^{T/2} \frac{220\sqrt{2}sin(100\pi t)}{2} dt\)
\(= \frac{1}{T} \frac{220\sqrt{2}}{2} \int_{0}^{T/2} sin(100\pi t) dt = \frac{1}{T} 110\sqrt{2} \left[ \frac{-cos(100\pi t)}{100\pi} \right]_{0}^{T/2}\)
\(= \frac{1}{T} 110\sqrt{2} \left[ \frac{-cos(100\pi \frac{T}{2})}{100\pi} + \frac{cos(0)}{100\pi} \right] = \frac{1}{T} 110\sqrt{2} \left[ \frac{-cos(\pi)}{100\pi} + \frac{1}{100\pi} \right]\)
\(= \frac{1}{T} 110\sqrt{2} \left[ \frac{1}{100\pi} + \frac{1}{100\pi} \right] = \frac{1}{T} 110\sqrt{2} \frac{2}{100\pi} = \frac{220\sqrt{2}}{100\pi T}\)
Vì \(T = \frac{2\pi}{100\pi} = \frac{1}{50}\), ta có:
\(I_{TB} = \frac{220\sqrt{2}}{100\pi \frac{1}{50}} = \frac{220\sqrt{2}}{2\pi} \approx 49.5\) A.
Vậy, đáp án gần đúng nhất là 49 A.