3. Лабораторная установка
Работа выполняется на двух экспериментальных макетах:
№ 1 — выпрямитель, собранный по одно- и двухполупериоднoй схемам;
№ 2 — выпрямитель, собранный по мостовой схеме.
Рис. 6
Электрическая схема макета № 1 показана на рис. 6а. Макеты отличаются только типом диодной сборки, на рис. 6б показана сборка макета № 2. На вход первичной обмотки трансформатора Т1 подается синусоидальный сигнал с выхода генератора с частотой f =200 Гц и амплитудой 10 — 15В. К выходу выпрямителя (после фильтра) подключается осциллограф для измерения переменной составляющей сигнала (напряжения) и вольтметр PV — для измерения постоянной составляющей напряжения. К гнездам I подключается миллиамперметр, регистрирующий ток в нагрузке. Нагрузкой служит переменный резистор R, с помощью которого устанавливается требуемый нагрузочный ток. Переключатели SA2,4 подключают конденсаторы C1 и C2, а SA3 шунтирует дроссель L. Переключатель SA1 имеется только в макете № 1 и используется для переключения типа выпрямителя.
4. Порядок выполнения работы
4.1. Собрать экспериментальную схему с макетом № 1 по рис. 6а. Установить переключателем SA1 однополупериодный режим работы. Включить генератор и осциллограф.
4.2. С помощью переменного резистора R установить нагрузочный ток 2 мA. Зарисовать осциллограмму напряжения и измерить постоянное и переменное напряжения на выходе выпрямителя при отключенных фильтрах и включенных фильтрах (фильтр С1; Г-образный фильтр LC2; П-образный фильтр C1LC2).
4.3. Переключить тип выпрямителя на двухполупериодный и повторить пункт 4.2.
4.4. Собрать схему с макетом № 2 и провести аналогичные измерения (п. 4.2).
4.5. По результатам измерений вычислить коэффициенты пульсаций напряжения на выходе фильтров и коэффициенты сглаживания каждого фильтра. Коэффициент пульсации напряжения на выходе фильтра — отношение амплитуды первой гармоники переменной составляющей напряжения на выходе фильтра к его постоянной составляющей. Коэффициент сглаживания — отношение амплитуд переменной составляющей напряжения на входе и выходе фильтра.
4.6. Сделать выводы о преимуществе и недостатках различных схем выпрямителей и фильтров.
5. Содержание отчета
Отчет должен содержать схемы типов выпрямителей, осциллограммы выходного напряжения для всех типов выпрямителей и фильтров. Рассчитанные значения коэффициентов пульсации и фильтрации представить в таблице. Нагрузочные характеристики представить в виде графиков.
6. Контрольные вопросы
1. Объясните принцип действия выпрямителей на полупроводниковых диодах.
2. Для чего применяются фильтры?
3. Какие типы фильтров применяются в источниках постоянного напряжения?
4. Что такое коэффициент пульсации и коэффициент фильтрации?
5. Что такое внутреннее сопротивление источника питания?
6. С помощью преобразования Фурье запишите выражения для пульсирующего напряжения одно- и двухполупериодного выпрямления синусоидального напряжения с периодом Т и амплитудой U0.