Лабораторная работа №1. Исследование источников вторичного питания
.docЛабораторная работа №1 Исследование источников вторичного питания(ИВП)
Цель работы:
Изучить принцип работы и основные параметры источников вторичного питания. Лабораторная работа выполняется в два этапа: на компьютере и универсальном лабораторном стенде. Подготовка к лабораторной работе Пользуясь учебником и лекциями, ознакомится с устройством, основными компонентами и видами источников вторичного питания. Начертить в тетради схемы одно- и двухполупериодного выпрямителей с "П" образным сглаживающем фильтром. Подготовить ответы на вопросы: Какие бывают виды выпрямителей? Каковы характеристики выпрямителей? Каковы характеристики сглаживающих фильтров? Каковы характеристики трансформаторов? Указания к проведению работы на компьютере Методика эксперимента: 1.Собрать цепь однополупериодного выпрямителя состоящую из источника первичного напряжения -(220В.50 Гц), понижающего трансформатора, необходимого для получения на выходе переменного напряжения 9В (или по заданию преподавателя).В цепи низкого напряжения собрать схему однополупериодного выпрямителя и емкостного сглаживающего фильтра, в качестве нагрузки подключите переменный резистор в (0 - 1000 Ом).Подключить к схеме измерительные приборы необходимые для измерения напряжения и тока в нагрузке, а также двухканальный осциллограф. На левый канал осцилографа подайте сигнал напряжения до сглаживающего фильтра, а на правый какал, напряжение после фильтра. Напряжение должно измеряется относительно "0" по этому схему необходимо заземлить. (без этого модель работать не будет).(см. Рис. 1).
Рис. 1
2. Включить цепь (для этого нужно щелкнуть на значке ). Развернуть окно осциллографа дважды щелкнув на его значок. Установить временной интервал на одно деление осциллографа (Time base) равный 5.00 ms/div (5 мсек на деление), коэффициент деления напряжения на канале А (Channel A) равный 100V/Div (100 вольт на деление), а на канале В - 10V/Div. Подробнее о работе с осциллографом см. в Приложении А. 3. Снять осциллограммы и рассчитать коэффициент пульсации с большой и малой нагрузкой для следующих комбинаций сглаживающих фильтров: 1) без фильтра; 2) с фильтром C = 100мкФ; 3) с фильтром C = 800мкФ.(на лабораторном стенде режим недоступен) 4) с фильтром С и L= 18мГн; За малую нагрузку принять 100 Ом (10% от сопротивления резистора), за большую - 10 Ом (1%). Значение уменьшается клавишей [R], увеличивается - [Shift]+[R]. Для каждой осциллограммы подписать тип фильтра, мощность нагрузки и коэффициент пульсации. Снятие осциллограмм производится путем копирования их в документ Word'а: 1) Нажать клавиши [Ctrl]+[I] и с помощю мыши выделить рамкой участок экрана с осциллограммой; 2) Переключиться в Word (переключаться между приложениями можно клавишами [Alt]+[Tab] ); 3) Для вставки изображения в документ нажать [Shift]+[Insert]; 4) По окончании работы сохранить документ в файл отчета о лабораторной работе в папке своей группы. Коэффициент пульсации равен отношению переменной составляющей напряжения к постоянной составляющей: . Режим измерения вольтметра переключается в окне, вызываемом двойным щелчком мыши: Mode: AC - режим измерения переменной составляющей; Mode: DC - режим измерения постоянной составляющей. При постоянном значении емкости фильтра C-200 мФ (50%) и отключенной катушке индуктивности произвести 5 - 6 замеров при разном сопротивлении полезной нагрузки. Построить график зависимости коэффициента пульсации от сопротивления полезной нагрузки. 4. Собрать цепь мостового двухполупериодного выпрямителя (см. Рис. 2). Цепь мостового двухполупериодного выпрямителя идентична цепи однополупериодного выпрямителя, за исключением того, что для выпрямления напряжения используется диодный мост, а не один диод как в однополупериодном выпрямителе.
Рис. 2
5. Повторить действия описанные в п. 3. Указания к проведению работы на лабораторном стенде Методика эксперимента: 1. Сборка эксперементальной установки (см. Рис. 3) а) Произвести подключение вольтметра, в указанные на схеме стенда гнезда (г5,г6), параллельно нагрузке. б) Подключить амперметр (с учётом полярности), в указанные на схеме стенда гнёда (г7,г8), последовательно с нагрузкой. в) Для получения осциллограмм напряжения, до и после выпрямителя подключить двухканальный оссцилограф. Для подключения оссоцилографа используются два гнезда. (также на осциллографе имеется гнездо заземления и синхронизации не используемые в этой работе).Крайнее левое гнездо, проводом подключить на выход трансформатора (к гнёздам г3,г4). Следующее гнездо к гнезду г9 . Из кнопок расположенных возле гнёзд, должны быть нажаты Y1 и Y2(Y1 включает 1-й канал, Y2- второй). Из кнопок расположенных справа вверху, должны быть включены все кроме верхней. Ручки, расположенные над гнёздами, имеют следующее значение: с помощью внешней ручки осуществляется масштаб по амплитуде соответствующего канала, с помощью внутренней (более длинной) осуществляется масштаб по оси Y осциллограммы (одна клетка - одно деление). С помощью правой верхней ручки масштаб по времени . И ручка "уров." позволяет уравновесить осциллограмму. г) Подключить схему стенда (гнёзда г1,г2) к питающей сети стенда проводами. Нажать кнопку "вкл" и установить напряжение 220В с помощью ручки реостата находящегося на панели питания.
Рис. 3
2. Проведение эксперимента. а) По указанию преподавателя каждая бригада выполняет работу с однополупериодным или двухполупериодным. Выпрямителем (тип выпрямителя устанавливается нажатием кнопок- к1 и к2) б) Проведение опытов. Для всех опытов: 1. Зарисовать осциллограмму напряжения, сначала с большой нагрузкой затем с малой. 2. С помощью амперметра измерить силу тока. 3. С помощью вольтметра измерить переменную и постоянную составляющую напряжения, сначала с большой нагрузкой затем с малой. Чтобы измерить переменную составляющую на вольтметре, нужно включить его в режим AC, а для измерения постоянной составляющей, в режим DC. Для получения максимальной нагрузки, выкрутите ручку переменного сопративления нагрузки (р1), влево до упора, а для получения минимальной нагрузки до упора вправо. 3. Вычислить коэффициент пульсаций для данной схемы.
Кп = Uпер/Uпост
Опыты: 1-2) Опыт проводится без сглаживающих фильтров (т.е. копки к4, к5 отпущены, а к3 нажата), при малой и при большой нагрузке. 3-4) К этой цепи подключить сглаживающий C - фильтр (кнопкой к4), сначала с большой нагрузкой затем с малой. 5-6) Подключить катушку индуктивности (кнопка к3), с большой нагрузкой, затем с малой. 7-8) Подключить ещё одну ёмкость (кнопка к5) с большой нагрузкой, затем с малой. Обработка результатов Для каждого опыта рассчитать мощность нагрузки, коэффициент пульсации. Построить график зависимости коэффициента пульсаций от нагрузки. Сравнить данные полученные на лабораторном стенде с результатами моделирования на ЭВМ. На основе полученных результатов прокоментировать режимы работы одно- и двухполупериодных выпрямителей и сглаживающих фильтров разных типов. На основе графиков, объяснить зависимость коэффициента пульсации от емкости конденсатора и сопротивления нагрузки. Написать вывод.