Исследование выпрямителей переменного тока

Лабораторная работа №8

Исследование выпрямителей переменного тока

Цель работы: дляодно-и-двухполупериодного выпрямителей получить выходные осциллограммы напряжения и определить коэффициент пульсаций; исследовать зависимость постоянной и переменной составляющих выпрямленного напряжения от тока нагрузки.

Приборы и принадлежности:

1. Источник В-24 или генератор ФГ-100,

2. Осциллограф GOS - 620,

3. Омметр (например, в АВО-63, Щ4313 или мультиметр),

4. Плата однополупериодного выпрямителя,

5. Плата двухполупериодного выпрямителя,

6. Соединительные провода.

 

Контрольные вопросы для подготовки к лабораторному занятию

1. Какой прибор называется выпрямителем. Для каких целей используют выпрямители. Какими бывают выпрямители.

2. Устройство и принцип работы однополупериодного выпрямителя, временные диаграммы на входе и выходе выпрямителя.

3. Устройство и принцип работы двухполупериодного выпрямителя, собранного по мостовой схеме; временные диаграммы на входе и выходе такого выпрямителя.

4. Назначение емкостного фильтра. Как осуществляется сглаживание пульсаций выпрямленного напряжения для различных выпрямителей. Временные диаграммы выходе различных выпрямителей с емкостным фильтром. Как меняется форма выходного сигнала при изменении постоянной времени τ= RC.

5. Постоянная составляющая выпрямленного напряжения. Определение постоянной составляющей выпрямленного напряжения по временным диаграммам выходного напряжения и с помощью осциллографа.

6. Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения, сравнение коэффициентов пульсаций по временным диаграммам выходного напряжения различных выпрямителей. Определение коэффициента пульсаций выпрямленного напряжения с помощью осциллографа.

7. Как рассчитать коэффициент пульсаций для однополупериодного выпрямителя без емкостного фильтра. Как рассчитать коэффициент пульсаций для двухполупериодного выпрямителя без емкостного фильтра.

8. Как выглядит график зависимости постоянной составляющей выпрямленного напряжения от тока нагрузки. Каковы схемы электрических цепей для снятия этих зависимостей. Какие электроизмерительные приборы используются в указанных цепях и почему. Чем отличаются указанные графики при одно-и двухполупериодном выпрямлении.

9. Как выглядит график зависимости переменной составляющей выпрямленного напряжения от тока нагрузки. Каковы схемы электрических цепей для снятия этих зависимостей. Какие электроизмерительные приборы используются в указанных цепях и почему. Чем отличаются указанные графики при одно-и двухполупериодном выпрямлении. Почему при определении значения переменной составляющей показания вольтметра умножают на .

Краткая теория

Выпрямитель – прибор, преобразующий переменный по величине и направлению ток в ток одного направления.

Простейший выпрямитель состоит из трансформатора и полупроводникового диода (см.рис.1). Для простоты будем считать трансформатор и диод идеальными, т.е. у трансформатора активное сопротивление обмоток равно нулю, прямое сопротивление диода также равно нулю, а обратное сопротивление диода равно бесконечности.

 

Принцип работы

По количеству выпрямленных полуволн различают однополупериодные и двухполупериодные выпрямители.

Использование фильтров

Выпрямленное напряжение, получаемое на выходе рассматриваемых выпрямителей, называют пульсирующим. Оно является постоянным только по направлению, а величины напряжения и тока меняются во времени. 

Для получения сигнала постоянного не только по направлению, но и по величине используют фильтры, сглаживающие пульсации выходного напряжения. Простейшим фильтром служит конденсатор (ёмкостный фильтр), включаемый параллельно резистору нагрузки (см.рис.5).

 

Рис.5

 

В интервал времени [ t₁, t₂ ] конденсатор через открытый(ые) диод(ы) заряжается в полярности, указанной на схеме (см.рис.5). Когда напряжение на входе выпрямителя становится меньше напряжения, до которого зарядился конденсатор, он начинает разряжаться через нагрузочный резистор. Причём направление разрядного тока Iр совпадает с направлением тока, протекающего в резисторе через открытый(ые) диод(ы). В следующий положительный полупериод конденсатор через открытый диод снова заряжается и процессы разрядки повторяются. Изменения формы выходного напряжения в выпрямителях с ёмкостным фильтром поясняют временные диаграммы, приведённые на рисунке 6 (в однополупериодном выпрямителе – диаграмма слева, в двухполупериодном - справа).

Рис.6

Лабораторная работа №8

Исследование выпрямителей переменного тока

Цель работы: дляодно-и-двухполупериодного выпрямителей получить выходные осциллограммы напряжения и определить коэффициент пульсаций; исследовать зависимость постоянной и переменной составляющих выпрямленного напряжения от тока нагрузки.

Приборы и принадлежности:

1. Источник В-24 или генератор ФГ-100,

2. Осциллограф GOS - 620,

3. Омметр (например, в АВО-63, Щ4313 или мультиметр),

4. Плата однополупериодного выпрямителя,

5. Плата двухполупериодного выпрямителя,

6. Соединительные провода.

 

Контрольные вопросы для подготовки к лабораторному занятию

1. Какой прибор называется выпрямителем. Для каких целей используют выпрямители. Какими бывают выпрямители.

2. Устройство и принцип работы однополупериодного выпрямителя, временные диаграммы на входе и выходе выпрямителя.

3. Устройство и принцип работы двухполупериодного выпрямителя, собранного по мостовой схеме; временные диаграммы на входе и выходе такого выпрямителя.

4. Назначение емкостного фильтра. Как осуществляется сглаживание пульсаций выпрямленного напряжения для различных выпрямителей. Временные диаграммы выходе различных выпрямителей с емкостным фильтром. Как меняется форма выходного сигнала при изменении постоянной времени τ= RC.

5. Постоянная составляющая выпрямленного напряжения. Определение постоянной составляющей выпрямленного напряжения по временным диаграммам выходного напряжения и с помощью осциллографа.

6. Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения, сравнение коэффициентов пульсаций по временным диаграммам выходного напряжения различных выпрямителей. Определение коэффициента пульсаций выпрямленного напряжения с помощью осциллографа.

7. Как рассчитать коэффициент пульсаций для однополупериодного выпрямителя без емкостного фильтра. Как рассчитать коэффициент пульсаций для двухполупериодного выпрямителя без емкостного фильтра.

8. Как выглядит график зависимости постоянной составляющей выпрямленного напряжения от тока нагрузки. Каковы схемы электрических цепей для снятия этих зависимостей. Какие электроизмерительные приборы используются в указанных цепях и почему. Чем отличаются указанные графики при одно-и двухполупериодном выпрямлении.

9. Как выглядит график зависимости переменной составляющей выпрямленного напряжения от тока нагрузки. Каковы схемы электрических цепей для снятия этих зависимостей. Какие электроизмерительные приборы используются в указанных цепях и почему. Чем отличаются указанные графики при одно-и двухполупериодном выпрямлении. Почему при определении значения переменной составляющей показания вольтметра умножают на .

Краткая теория

Выпрямитель – прибор, преобразующий переменный по величине и направлению ток в ток одного направления.

Простейший выпрямитель состоит из трансформатора и полупроводникового диода (см.рис.1). Для простоты будем считать трансформатор и диод идеальными, т.е. у трансформатора активное сопротивление обмоток равно нулю, прямое сопротивление диода также равно нулю, а обратное сопротивление диода равно бесконечности.

 

Принцип работы

По количеству выпрямленных полуволн различают однополупериодные и двухполупериодные выпрямители.