2.4. Исследование выпрямительного диодного моста

Цель работы

1. Анализ процессов в схеме выпрямительного диодного моста.

2. Исследование осциллограмм входного и выходного напряжения для выпрямительного моста.

3. Сравнение осциллограмм выходного напряжения выпрямительного моста и двухполупериодного выпрямителя с выводом средней точки трансформатора.

4. Изменение среднего значения выходного напряжения (постоянная составляющая) в схеме выпрямительного моста.

5. Сравнение максимального напряжения на диодах в мостовой и двухполупериодном выпрямителях.

6. Сравнение частот выходного напряжения в мостовой и двухполупериодном выпрямителях.

7. Вычисление максимального обратного напряжения U_max на диоде выпрямителя.

Порядок проведения работы

Эксперимент 1. Исследование входного и выходного мостового выпрямителя

а) Откройте файл I4_11 (рис. 2.9). На вход А осциллографа подается выходной сигнал, а на вход В – входной. Измерьте максимальное входное и выходное напряжения.

б) Измерьте период Т по осциллограмме выходного напряжения. Зная период, вычислите частоту выходного сигнала.

в) Определите максимальное обратное напряжение U_обр.max на диоде.

г) Вычислите коэффициент трансформации, как отношение амплитуд напряжений на первичной и вторичной обмотках трансформатора в режиме, близком к холостому ходу.

д) Вычислите среднее значение выходного напряжения U_d (постоянная составляющая). Сравните постоянную составляющую напряжения на выходе, измеренную мультиметром, с вычисленным значением.

Результаты экспериментов

Эксперимент 1. Исследование входного и выходного напряжения мостового выпрямителя

а)

Максимальное входное напряжение	Измерение	___________________
Максимальное выходное напряжение	Измерение	___________________

б)

Период выходного сигнала Т	Измерение	___________________
Частота выходного сигнала f	Расчет	___________________

в)

Максимальное обратное напряжение на диоде Uобр.max

Измерение

___________________

г)

Коэффициент трансформации

Расчет

___________________

д)

Постоянная составляющая напряжения на выходе	Расчет	___________________
	Измерение	___________________

Вопросы к защите

1. Что такое выпрямитель на мостовой схеме?

2. Принцип действия мостового выпрямителя.

3. Технические параметры выпрямителя.

2.5. Исследование емкостного фильтра на выходе выпрямителя

Цель работы

1. Исследование влияния конденсатора на форму выходного напряжения однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей.

2. Измерение частоты выходного напряжения выпрямителя с емкостным фильтром.

3. Исследование влияния величины емкости конденсатора фильтра на среднее значение выходного напряжения.

4. Сравнение среднего значения выходного напряжения для однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей с емкостным фильтром.

Порядок проведения работы

Эксперимент 1. Определение коэффициента пульсаций однополупериодного выпрямителя

а) Откройте файл I5_11 (рис. 2.10). На вход А осциллографа подается входное напряжение, а на вход В – выходное. Измерьте максимум выходного напряжения U_2max и разность между максимумом и минимумом выходного напряжения .

б) Вычислите среднее значение выходного напряжения U_d по результатам измерений.

в) Запишите постоянную составляющую выходного напряжения по показаниям мультиметра.

г) Вычислите коэффициент пульсации выходного сигнала по формуле: .

Эксперимент 2. Определение коэффициента пульсаций однополупериодного выпрямителя при изменении емкости фильтра

а) Откройте мультиметр в схеме рис. 2.10. Установите емкость конденсатора, равной 100мкФ. Включите схему. Измерьте максимум выходного напряжения и разность между максимумом и минимумом напряжений на выходе выпрямителя по показаниям осциллографа.

б) Вычислите среднее значение напряжения U_d по формуле:

,

где и – максимум и минимум выходного напряжения.

.

в) Вычислите коэффициент пульсации выходного сигнала по формуле .

Эксперимент 3. Определение коэффициента пульсаций однополупериодного выпрямителя при изменении тока нагрузки

а) Установите емкость конденсатора в схеме рис. 2.10, равной 470 мкФ. Измените сопротивление резистора нагрузки до 200 Ом. Включите схему. Измерьте максимум выходного напряжения и разность между максимумом и минимумом напряжений на выходе выпрямителя по показаниям осциллографа.

б) Вычислите среднее значение напряжения U_d по формуле:

.

в) Вычислите коэффициент пульсации выходного сигнала по формуле .

Эксперимент 4. Определение коэффициента пульсаций двухполупериодного выпрямителя

а) Откройте файл I5_41 (рис. 2.11). На вход А осциллографа подается входное напряжение, а на вход В – выходное. Измерьте максимум выходного напряжения U_2max и разность между максимумом и минимумом выходного напряжения .

б) Вычислите среднее значение напряжения U_d по формуле:

.

в) Вычислите коэффициент пульсации выходного сигнала по формуле: .

Результаты экспериментов

Эксперимент 1. Определение коэффициента пульсаций однополупериодного выпрямителя

а)

Максимальное выходное напряжение	Измерение	___________________
Минимальное выходное напряжение	Измерение	___________________
Разность между максимумом и минимумом выходного напряжения	Расчет	___________________

б)

Среднее значение выходного напряжения Ud

Расчет

___________________

в)

Среднее значение выходного напряжения Ud по показаниям мультиметра

Измерение

___________________

г)

Коэффициент пульсаций выходного сигнала

Расчет

___________________

Эксперимент 2. Определение коэффициента пульсаций однополупериодного выпрямителя при изменении емкости фильтра

а) Зарисуйте выходной и входной сигналы на экране осциллографа.

Максимальное выходное напряжение	Измерение	___________________
Минимальное выходное напряжение	Измерение	___________________
Разность между максимумом и минимумом выходного напряжения	Расчет	___________________

б)

Среднее значение выходного напряжения Ud

Расчет

___________________

в)

Среднее значение выходного напряжения Ud по показаниям мультиметра

Измерение

___________________

г)

Коэффициент пульсаций выходного сигнала

Расчет

___________________

Эксперимент 3. Определение коэффициента пульсаций однополупериодного выпрямителя при изменении тока нагрузки

а) Зарисуйте выходной и входной сигналы на экране осциллографа.

Максимальное выходное напряжение	Измерение	___________________
Минимальное выходное напряжение	Измерение	___________________
Разность между максимумом и минимумом выходного напряжения	Расчет	___________________

б)

Среднее значение выходного напряжения Ud

Расчет

___________________

в)

Среднее значение выходного напряжения Ud по показаниям мультиметра

Измерение

___________________

г)

Коэффициент пульсаций выходного сигнала

Расчет

___________________

Эксперимент 4. Определение коэффициента пульсаций двухполупериодного выпрямителя

а) Зарисуйте выходной и входной сигналы на экране осциллографа.

Максимальное выходное напряжение	Измерение	___________________
Минимальное выходное напряжение	Измерение	___________________
Разность между максимумом и минимумом выходного напряжения	Расчет	___________________

б)

Среднее значение выходного напряжения Ud

Расчет

___________________

в)

Среднее значение выходного напряжения Ud по показаниям мультиметра

Измерение

___________________

г)

Коэффициент пульсаций выходного сигнала

Расчет

___________________

Вопросы к защите

1. Какую роль играют фильтры, расположенные на выходе выпрямителей?

2. Какие типы фильтров используются на выходе выпрямителей?

3. Что называется фильтром с емкостным входом?

4. Принцип действия фильтра с емкостным входом.