1.2. Полупроводниковый однополупериодный выпрямитель

1.2.1. Общие сведения

В цепи с полупроводниковым диодом (рис. 1.2.1) установившийся ток может протекать только при определенной полярности приложенного к диоду напряжения. При изменении полярности напряжения диод запирается и ток прекращается. В цепи переменного (синусоидального) напряжения ток протекает только в течение той полуволны, когда диод открыт. Полуволна другой полярности подавляется. В результате в цепи имеет место ток одного направления. Для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения применяются сглаживающие фильтры. Простейшим фильтром является конденсатор, подключенный параллельно нагрузке.

Рис. 1.2.1

При исследовании выпрямителей применяются следующие обозначения:

• u_ВХ, U_ВХ — мгновенное и действующее значения синусоидального входного напряжения;

• u_d, U_d, U_dmax, U_dmin — мгновенное, среднее, максимальное, минимальное значения выходного (выпрямленного) напряжения;

• f_п — частота пульсаций выходного напряжения;

• m = f_пульс / f_вх — число пульсаций выпрямленного напряжения за один период напряжения питания;

• —коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения. В данной работе используется одна фаза трехфазного источника напряжений.

1.2.2. Экспериментальная часть Порядок выполнения эксперимента.

• Соберите цепь согласно схеме (рис. 1.2.2) без сглаживающего фильтра. На схеме V0 и V1  входы коннектора. При сборке схемы обратите внимание на полярность электролитического конденсатора.

• Включите виртуальные приборы V0 и V1 и осциллограф. Подключите два любых входа осциллографа к каналам V0 и V1. Установите развертку 5 мС/дел.

• Перенесите на график (рис. 1.2.3) осциллограммы входного и выходного напряжений.

• Сделайте измерения и запишите в табл. 1.2.1. значения: U_ВХ — действующее, U_d — среднее, ,m = f_пульс / f_вх.

• Рассчитайте и запишите в табл. 1.2.1 коэффициенты U_d / U_ВХ и k_пульс.

Рис. 1.2.2

• Параллельно нагрузочному резистору R_Н подключите сглаживающие конденсаторы C c емкостями, указанными в табл. 1.2.1, повторите измерения и дорисуйте графики выпрямленного напряжения на рис.1.2.3.

Таблица 1.2.1

C, мкФ	0	1	10	100
UВХ, В
Ud, B
, В
m
Ud / UВХ
kпульс

Рис. 1.2.3

Примечание: в стенде без компьютера все измерения можно проделать с помощью мультиметров и электронного осциллографа.

1.3. Полупроводниковый мостовой выпрямитель

1.3.1. Общие сведения

Однополупериодный выпрямитель использует только одну полуволну переменного напряжения. Как следствие, постоянное напряжение низкое по величине и имеет значительные пульсации.

Этого недостатка удается избежать в случае мостового выпрямителя со схемой (рис. 1.3.1). Здесь полуволны противоположной полярности суммируются, и среднее значение выпрямленного напряжения увеличивается в два раза.

Рис. 1.3.1.