Эксперимент 4. Исследование внешних характеристик двухполупериод-ного мостового выпрямителя
- Собрать схему согласно рис. 13.5.
Рис. 13.5. Схема исследования внешней характеристики двухполупериодного мостового выпрямителя без фильтра.
- Замкнуть переключатель 1, нажав клавишу «1» клавиатуры, и разомкнуть переключатель 2, нажав клавишу «2» клавиатуры.
- Включить схему, снять показания приборов в режиме холостого хода и записать их в таблицу 13.10.
- Замкнуть переключатель 2, нажав клавишу «2» клавиатуры. Устанавливая последовательно величину сопротивления нагрузки Rnсо значения 300 Ом до значения 50 Ом, снять показания приборов и записать их в таблицу 13.10.
Табл. 13.10.
| Тип фильтра | Измерено | Величина сопротивления нагрузки, Rn (Ом) | ||||
| хх | ||||||
| Без фильтра | In, (мА) | |||||
| Vn, (В) |
- Собрать схему согласно рис. 13.6.
Рис. 13.6. Схема исследования внешней характеристики двухполупериодного мостового выпрямителя с С - фильтром.
- Замкнуть переключатель 1, нажав клавишу «1» клавиатуры, и разомкнуть переключатель 2, нажав клавишу «2» клавиатуры.
- Включить схему, снять показания приборов в режиме холостого хода и записать их в таблицу 13.11.
- Замкнуть переключатель 2, нажав клавишу «2» клавиатуры. Устанавливая последовательно величину сопротивления нагрузки Rnсо значения 300 Ом до значения 50 Ом, снять показания приборов и записать их в таблицу 13.11.
Табл. 13.11.
| Тип фильтра | Измерено | Величина сопротивления нагрузки, Rn (Ом) | ||||
| хх | ||||||
| С - фильтр | In, (мА) | |||||
| Vn, (В) |
- Установить настройки осциллографа согласно рис. 13.7.
Рис.13.7. Лицевая панель осциллографа.
- Изобразить осциллограмму выходного напряжения двухполупериодного мостового выпрямителя с С – фильтром при Rn= 100 Ом. Используя эту осциллограмму, определить среднее значение выходного напряжения Udи напряжение ∆U2выпрямителя с емкостным фильтром. Убедиться в том, что при подключении на выход выпрямителя конденсатора, переменная составляющая выходного напряжения уменьшается. Вычислить коэффициент пульсации р выходного напряжения С – фильтра. Сравнить измеренное вольтметром Vn значение напряжения и вычисленное значения напряжения Ud.Полученные данные записать в таблицу 13.12.
Табл. 13.12.
| Тип фильтра | Измерено | Вычислено | |||
| С - фильтр | Vn, (В) | Ud, (В) | ∆U2, (В) | р, (%) | q, (%) |
- Качество фильтра оценивается коэффициентом сглаживания q выходного напряжения, который равен отношению коэффициентов пульсаций по первой гармонике на входе и выходе фильтра:
q = (р1 вх/р1 вых) 100%.
Взяв значение коэффициента пульсаций р1 вхиз таблицы 13.9, а значение коэффициента пульсаций р1 выхиз таблицы 13.12, определить коэффициент сглаживания q С – фильтра и записать полученное значение в табл. 13.12.
- Собрать схему согласно рис. 13.8.
Рис. 13.8. Схема исследования внешней характеристики двухполупериодного мостового выпрямителя с СLC - фильтром.
- Разомкнуть переключатель 1, нажав клавишу «1» клавиатуры, и разомкнуть переключатель 2, нажав клавишу «2» клавиатуры.
- Включить схему, снять показания приборов в режиме холостого хода и записать их в таблицу 13.13.
- Замкнуть переключатель 2, нажав клавишу «2» клавиатуры. Устанавливая последовательно величину сопротивления нагрузки Rnсо значения 300 Ом до значения 50 Ом, снять показания приборов и записать их в таблицу 13.13.
Табл. 13.13.
| Тип фильтра | Измерено | Величина сопротивления нагрузки, Rn (Ом) | ||||
| хх | ||||||
| СLC - фильтр | In, (мА) | |||||
| Vn, (В) |
- Установить настройки осциллографа согласно рис. 13.7.
- Изобразить осциллограмму выходного напряжения двухполупериодного мостового выпрямителя с СLC – фильтром при Rn= 100 Ом. Используя эту осциллограмму, определить среднее значение выходного напряжения Udи напряжение ∆U2выпрямителя с СLC – фильтром. Вычислить коэффициент пульсации р выходного напряжения СLC – фильтра. Сравнить измеренное вольтметром Vn значение напряжения и вычисленное значения напряжения Ud.Полученные данные записать в таблицу 13.14.
Табл. 13.14.
| Тип фильтра | Измерено | Вычислено | |||
| СLC - фильтр | Vn, (В) | Ud, (В) | ∆U2, (В) | р, (%) | q, (%) |
- Взяв значение коэффициента пульсаций р1 вхиз таблицы 13.9, а значение коэффициента пульсаций р1 выхиз таблицы 13.14, определить коэффициент сглаживания q СLC – фильтра и записать полученное значение в табл. 13.14.
- По данным таблиц 13.10, 13.11, 13.13 построить внешние характеристики двухполупериодного мостового выпрямителя с различными типами фильтров.
Контрольные вопросы.
1. Каковы различия между входным и выходным сигналами однополу-периодного выпрямителя?
2. Одинаковы ли вычисленное и измеренное среднее значение выходного напряжения Ud?
3. Одинаковы ли частоты входного и выходного сигналов в схемах одно- и двухполупериодного выпрямителей?
4. Как влияет падение напряжения на диоде на выходное напряжение выпрямителя?
5. Зачем необходимы трансформаторы в схемах выпрямителей?
7. Каковы различия между сигналом на входе и на выходе при двухполупериодном выпрямлении?
8. Чем отличается выходное напряжение в схемах однополупериодного и двухполупериодных выпрямителей?
9. Сравните максимальное обратное напряжение на диодах в двухполупериод-ном выпрямителе со средней точкой и в двухполупериодном мостовом выпрямителе.
10.Одинаковы ли частоты входного и выходного напряжения двухполупериодного выпрямителя? Как они соотносятся с частотами входного и выходного напряжения для однополупериодного выпрямителя?
11. Какие факторы влияют на величину коэффициента пульсации выпрямителя с емкостным и СLC – фильтром на выходе?
12. Сравните средние значения выходного напряжения для схем однополу-периодного и двухполупериодного выпрямителей в режиме холостого хода и объясните разницу в их численных значениях.
13. Сравните коэффициент пульсации в двухполупериодных выпрямителях с емкостным и СLC – фильтром на выходе.
14. Как экспериментально определяются коэффициенты сглаживания емкостного и СLC – фильтров?
14. Будут ли отличаться средние значения выходного напряжения однополупериодной и двухполупериодной схем выпрямления с емкостным фильтром, если сопротивление нагрузки равно бесконечности?
15. Будет ли влиять частота входного напряжения выпрямителя на среднее значение выходного напряжения и на коэффициент пульсации при фиксированных значениях емкости фильтра и сопротивления нагрузки?