Gleichrichterschaltungen haben die Aufgabe, aus sinusförmigen Wechselspannungen Gleichspannungen zu erzeugen. Der grundsätzliche Aufbau ist in Bild 1 dargestellt.
Nach DIN 41 761 werden Gleichrichterschaltungen in Einwegschaltungen und Zweiwegschaltungen eingeteilt. Alle Schaltungen, bei denen die gleichrichterseitige Wicklung der Transformatoreinheit vom Strom nur in einer Richtung durchflossen wird, heißen Einwegschaltungen, andernfalls Zweiwegschaltungen.
Da die eingesetzten Gleichrichter stets über eine Fluss- und eine Sperrrichtung verfügen, kann ein einzelner Gleichrichter von einer Sinusschwingung nur eine Hälfte passieren lassen. Es entsteht ein pulsierender Gleichstrom. Je nach der Zahl der hinter der Gleichrichtereinheit auftretenden Pulse, spricht man auch von Einweg-Einpuls-Gleichrichtung, Einweg-Zweipuls-Gleichrichtung usw.
Einweg-Einpuls-Gleichrichter
Die Grundschaltung des Einweg-Einpuls-Gleichrichters
ist in Bild 2 dargestellt. Die Sekundärseite des Netztransformators
kann als eine Spannungsquelle mit dem Innenwiderstand 
betrachtet
werden, die zu verschiedenen Zeitpunkten unterschiedlich hohe und auch
abwechselnd gepolte Quellenspannungen bereitstellt. Da die eingesetzte
Diode über eine Fluss- und eine Sperrrichtung verfügt, kann
von der Sinusschwingung nur eine Hälfte passieren. Es entsteht ein
pulsierender Gleichstrom.
Bild 3 zeigt die Kennlinie der Last (Diode) bzw. der Quelle zu verschiedenen
Zeitpunkten (Widerstandsgerade).
Gezeichnet ist das Kennlinienbild für 
.
Aus Bild 3 lässt sich für die Quellenspannung
zwischen -5 V und +5 V grafisch leicht die Diodenspannung
ermitteln. Diese muss zusammen mit dem Spannungsabfall am Lastwiderstand
die zu den
betrachteten Zeitpunkten auftretende Quellenspannung liefern.
Da diese durch die Gleichung 
dargestellt wird, lässt sich für jeden Augenblick die Spannung
am Lastwiderstand und an der Diode konstruieren (Bild 4).
Da im Bild 4 die Abszissenachse die t-Achse,
dagegen es in Bild 3 die U- Achse ist,
kann man errechnen, zu welchen Zeiten die Spannung u
z.B. die Werte 1 V, 2 V,... annimmt. Das sei für 
(Schleusenspannung) beispielhaft gezeigt:
Da die t-Achse in Vielfachen von 
geteilt ist, lässt sich dieser Wert gut eintragen. In der Tat hat
für dieses t die gezeichnete Sinuskurve
den Wert 0,7.
In guter Näherung verläuft in Flussrichtung
die Diodenkennlinie oberhalb
der Schleusenspannung von 0,7 V praktisch parallel zur I-Achse.
Damit ist in Flusspolung (+ an Anode der Diode) bis zur Schleusenspannung
die Dioden-Spannung identisch mit der anliegenden Wechselspannung, darüber
bleibt sie praktisch konstant 0,7 V.
Das bedeutet, dass für technische Wechselspannungen (50 Hz) während
der ersten vollen Periode folgende Spannungsverteilungen vorliegen:
1. Halbperiode:
2. Halbperiode:
Von nun an wiederholen sich die Vorgänge periodisch. In den Fällen,
in denen der Maximalwert der Wechselspannung
einige 10 V übersteigt, wird in Skizzen des Verlaufs der Gleichspannung
ihr Unterschied von 0,7 V zur Wechselspannung nicht mehr gezeichnet. Für
kleinere Scheitelspannungen ist das aber unerlässlich.
Bild 5 zeigt den Gleichspannungsverlauf über zwei Perioden der Wechselspannung.
Die am Lastwiderstand liegende Spannung ist zwar von immer gleicher Polarität,
jedoch mit stark wechselnden Augenblickswerten. Ihr Mittelwert ist um
vieles kleiner als der Scheitelwert der gleichgerichteten Wechselspannung
und sie ist für viele Anwendungsfälle praktisch unbrauchbar.
Eine erste Verringerung der Welligkeit kann man durch Einsatz eines Kondensators
erreichen, der in Abhängigkeit von seiner Kapazität und der
Größe des Lastwiderstandes zu einer veränderten Kurvenform
der Gleichspannung führt.
Einweg-Zweipuls-Gleichrichter
Die Zielstellung für eine Zweipuls-Gleichrichtung
besteht darin, die in der bisher betrachteten Schaltung nicht genutzte
zweite Schwingungshälfte der Wechselspannung ebenfalls zu nutzen.
Durch eine einfache Vertauschung der Elemente des Sekundärstromkreises
(der Einweg-Einpuls-Schaltung) kann man eine Gleichrichterschaltung gewinnen,
in der am Lastwiderstand auftretende Gleichspannung aus der bisher nicht
nutzbaren Halbschwingung entsteht. Die Schaltung bleibt dabei natürlich
eine Einweg-Einpuls-Gleichrichtung.
Nimmt man beide Anordnungen zusammen (Bild 6a) und setzt die Sekundärspulen
auf einen gemeinsamen Eisenkern, so entstehen zwei Einweg-Einpuls-Gleichrichter,
deren Lastwiderstände vom erzeugten Gleichstrom immer in der gleichen
Richtung durchflossen werden, die aber von einer jeweils anderen Halbschwingung
erzeugt wurden.
Damit ist es natürlich möglich, die Leitungspunkte A und C sowie
B und D zu verbinden. So entsteht durch Zusammenfügen eine Einweg-Gleichrichtung,
in der beide Pulse der Wechselspannung genutzt werden können (Bild
6b).
In Bild 7 ist die an
auftretende Gleichspannung dargestellt.
Wie in der Einweg-Einpuls-Gleichrichtung erreicht man auch hier eine Verringerung
der Welligkeit durch einen zum Lastwiderstand parallel geschalteten Kondensator.
Zweiweg-Zweipuls-Gleichrichter
Ziel ist es, beide Pulse der Wechselspannung zur Herstellung einer Spannung
stets gleicher Polarität zu nutzen, ohne einen Transformator mit
Mittelabgriff einzusetzen.
Dazu ist es offensichtlich erforderlich für den Strom durch den Lastwiderstand
zwei Zugänge zu erzeugen, die in diesem Widerstand die gleiche Stromrichtung
sichern.
Die einzig mögliche Schaltung ist in Bild 8 dargestellt. Die Schaltung
wird als Zweiweg-Zweipuls-Gleichrichter bezeichnet. Ist A positiv, fließt
der Strom über D, E, C nach B. Über
fällt eine Gleichspannung ab, die von der ersten Halbschwingung der
Wechselspannung aufgebaut wird. Ist nun in der zweiten Halbschwingung
B positiv, fließt der Strom von B über D, E, F nach A. Über
entsteht wegen
der gleichen Stromrichtung durch
abermals eine Gleichspannung, die von der zweiten Halbschwingung der zwischen
A und B liegenden Wechselspannung erzeugt wurde. Beide Pulse haben also
zur Gleichspannung beigetragen. Da aber die Sekundärspule mal von
A nach B und dann von B nach A durchflossen wird, begründet das den
Namen Zweipuls-Zweiweg-Gleichrichtung.
Diese von GRAETZ entwickelte Schaltung (sie wird auch häufig wegen
der Lage des Lastwiderstandes als Brückenschaltung
oder auch als GRAETZ-Schaltung
bezeichnet) hat eine breite praktische Nutzung erfahren.
Die über
erzeugte Gleichspannung hat ohne weitere Zusatzschaltungen die Form, wie
sie bereits in Bild 7 gezeigt ist. Die Verringerung der Welligkeit wird
wie dort ebenfalls mit einem zu
parallel liegenden Elektrolytkondensator erreicht.