4.4.1.1 Результаты работы

Подготовьте отчёт по лабораторной работе.

4.4.1.2 Контрольные вопросы

1 В каких сглаживающих фильтрах и при каких условиях возникают перенапряжения на нагрузке?

2 Объяснить график зависимости коэффициента сглаживания от изменения тока нагрузки.

3 От каких параметров LR - фильтра зависит коэффициент сглаживания фильтра?

4 Как проанализировать переходные процессы в LR сглаживающем фильтре?

5 Какие воздействия на сглаживающий фильтр вызывают возникновение переходных процессов? Когда возникают перенапряжения?

6 На какие элементы схем источников питания воздействуют перенапряжения, возникающие при переходных процессах?

4.4.2 Исследование rc сглаживающего фильтра

Схема модели приведена на рисунке 4.10. Она позволяет исследовать процессы в активно-емкостном (RC) сглаживающем фильтре в установившемся и переходных режимах. Для измерения электрических величин используются двухлучевой осциллограф и ампер и вольтметры. Изменение режимов работы обеспечивается ключами К1, К2, K3.

С помощью ключа К1 подключается генератор пульсаций входного напряжения U1, с помощью ключа К2 включается генератор прямоугольного напряжения UР во входную цепь (цепь питания), обеспечивая тем самым импульсное воздействие со стороны входа, а с помощью ключа К3 – импульсное воздействие со стороны нагрузки.

Ключ К1 управляется клавишей «1»

Ключ К2 – клавишей «2»

Ключ К3 – клавишей «3».

Рисунок 4.10 – Модель RC– фильтра (Файл RC – фильтр)

Нагрузочный реостат управляется клавишей «R» на 10 % при каждом нажатии (для движения в другую сторону используют комбинацию Shift +R). Вольтметр U02 позволяет измерять постоянную составляющую выходного напряжения, вольтметр Um2 измеряет действующее значение напряжения пульсаций. Поэтому, при расчете коэффициента пульсаций необходимо

учесть множитель .Переменную составляющую (амплитуду) можно измерять и посредством осциллографа (cм. рисунок 4.11).

Рисунок 4.11– Измерение уровней пульсаций напряжения

Для этого установите удобную развертку: 2 Ms/div; Y/T; Auto; 1…5 V/div (в обоих каналах); начальное смещение уровня сигнала Yposition равное 0,00.

Входы осциллографа должны быть закрыты (AC). Амплитудное значение входного напряжения Um1 соответствует 1 – ой визирной линии (показания в левом окне VA1, рисунок 4.11), амплитудное значение напряжения на выходе - Um2 измеряется второй визирной линией (VB2).

Измерителем АЧХ и ФЧХ проводится измерение АЧХ (MAGNITUDE) и ФЧХ (PHASE) RCсглаживающего фильтра при логарифмической и линейной шкалах.

Исследование rc - фильтра в установившемся режиме

1 Установите ключ к1 в нижнее положение (клавишей 1);

К2 – в верхнее положение (клавишей 2);

К3 – в левое положение (замкнут, клавишей 3);

реостат нагрузки RН – 50 % (клавишей «R», для

движения в другую сторону – Shift +R).

2 В соответствии со своим вариантом (номером бригады) выпишите исходные данные из таблицы 4.4.

Таблица 4.4 – Исходные данные для RC – фильтра

Номер бригады	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U01, В	12	18	24	36	48	12	18	24	36	48
U1, В	1	2	3	5	7	2	3	5	7	9

Откройте окно (рисунок 4.12) источника постоянного тока ( ) и установите заданный уровень напряженияU01.

Рисунок 4.12 – Окно источника постоянного тока

Закройте окно. Далее откройте окно (рисунок 4.13) источника переменного тока () и установите уровень переменной составляющейU1.

Рисунок 4.13 – Окно источника переменного тока

3 Включите схему клавишей в правом верхнем углу экрана. Запишите показания вольтметра U02 и амперметра I0.

Двойным щелчком по значку «осциллограф» включите его. Установите удобную развертку: 0,02 S/div; Y/T; Auto; 1…50 V/div (в обоих каналах) и начальное смещение уровня сигнала Yposition равное 0,00. После заполнения экрана нажмите клавишу pause или выключите схему. Измерьте уровень пульсаций напряжения на выходе сглаживающего фильтра (Um2) любым методом, изложенным выше и найдите коэффициент сглаживания

Сравните его с теоретическим значением при:

RН = 10 Ом R1= 2 Ом C = 2000 мкФ

или

,

где -частота пульсаций

на входе (100Гц).

Сравните между собой S_ЭКСП и S_ТЕОР.

4 Снимите и постройте в масштабе зависимости S_ЭКСП, U02 и КПД фильтра от тока нагрузки (I0). Для этого с помощью клавиши «R» изменяйте сопротивление нагрузки и заполните таблицу 4.5.

Таблица 4.5 – Снятие зависимостей S_ЭКСП, U02 и КПД

RН (Ом)	100%	60	40	30	20	10
I0 , А	х	х	х	х	х	х
U02, В	х	х	х	х	х	х
Um2,В	х	х	х	х	х	х
KПвых	р	а	с	ч	ё	т
SЭКСП	р	а	с	ч	ё	т
	р	а	с	ч	ё	т