42687

ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОПОЛУПЕРИОДНОГО И ДВУХПОЛУПЕРИОДНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ СИСТЕМЫ СХЕМОТЕХНИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ «ELECTRONICS WORKBENCH»

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Краткие теоретические сведения Среднее значение выходного напряжения постоянная составляющая в схеме однополупериодного выпрямителя рисунок 2. Среднее значение выходного напряжения постоянная составляющая мостового выпрямителя рис.3 Частота выходного сигнала для схемы с однополупериодным или двухполупериодным выпрямителем а так же для схемы с двухполупериодным мостовым выпрямителем вычисляется как величина обратная периоду выходного сигнала: . Если на выход любого из выше рассмотренных выпрямителей включить конденсатор то...

Русский

2013-10-30

159 KB

112 чел.

Лабораторная работа  3 (часть 2)

ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОПОЛУПЕРИОДНОГО И ДВУХПОЛУПЕРИОДНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ

С ПРИМЕНЕНИЕМ СИСТЕМЫ СХЕМОТЕХНИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
«
ELECTRONICS WORKBENCH»

Цель работы:

Анализ процессов в схемах однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей.

Краткие теоретические сведения

Среднее значение выходного напряжения  (постоянная составляющая) в схеме однополупериодного выпрямителя (рисунок 2.1) вычисляется по формуле:

,                                             (1)

где  - максимальное выходное напряжение.

 

Рисунок 2.1


Рисунок 2.2

Значение  в схеме двухполупериодного выпрямителя (рисунок 2.2) вдвое больше:

      (2)

Коэффициент трансформации определяется отношением числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки трансформатора, в схеме рисунок 2.3 коэффициент трансформации составляет 20:1.

Среднее значение выходного напряжения  (постоянная составляющая) мостового выпрямителя (рис. 3) вычисляется по формуле:

,                                                  (3)

где    максимальное значение напряжения на полной вторичной обмотке трансформатора вычисляется по формуле:

,

  максимальное значение напряжения на первичной обмотке трансформатора.

Рисунок 2.3

Частота выходного сигнала  для схемы с однополупериодным или двухполупериодным выпрямителем, а так же для схемы с двухполупериодным мостовым выпрямителем вычисляется как величина, обратная периоду выходного сигнала:

.                                                      (4)

При этом период сигнала на выходе однополупериодного выпрямителя в два раза больше, чем двухполупериодного. Максимальное обратное напряжение на диоде однополупериодного выпрямителя равно максимуму входного напряжения. Максимальное обратное напряжение на каждом диоде двухполупериодного выпрямителя с отводом от средней точки трансформатора равно разности максимального значения напряжения на полной вторичной обмотке трансформатора  и прямого падения напряжения на диоде :

.                                                (5)

Максимальное обратное напряжение  на каждом диоде для схемы с выпрямительным мостом равно напряжению на вторичной обмотке .

Если на выход любого из выше рассмотренных выпрямителей включить конденсатор, то переменная составляющая выходного напряжения будет ослаблена. Среднее значение выходного напряжения выпрямителя с емкостным фильтром может быть приближенно оценено из соотношения:

,                         (6)

где  и  – максимальное и минимальное значения выходного напряжения,  .

Для оценки качества фильтра обычно используют коэффициент пульсации  выходного напряжения, который вычисляется из соотношения.

.                                      (7)

На рисунках 2.4 и 2.5 показаны соответственно однополупериодный и двухполупериодный выпрямители с емкостными фильтрами на выходе.

Рисунок 2.4

Рисунок 2.5

Порядок проведения экспериментов

Результаты всех измерений, расчетов и полученные осциллограммы занести в соответствующий раздел.

Эксперимент 1 - Исследование входного и выходного напряжения однополупериодного выпрямителя

а) Соберите схему в соответствии с рисунком 2.1. Включите схему. На вход А осциллографа подается входной сигнал, а на вход В — выходной. Измерьте и запишите максимальные входные и выходные напряжения.

б) Измерьте период Т выходного напряжения по осциллограмме. Вычислите частоту выходного сигнала.

в) Определите максимальное обратное напряжение  на диоде.

г) Вычислите коэффициент трансформации как отношение амплитуд напряжений на первичной и вторичной обмотке трансформатора. Для измерения амплитуды напряжения на первичной обмотке трансформатора подключите канал А осциллографа к узлу Pri .

д) Вычислите среднее значение выходного напряжения  (постоянная составляющая).

Эксперимент 2 - Исследование входного и выходного напряжений двухполупериодного выпрямителя с отводом от средней точки трансформатора

а) Соберите схему в соответствии с рисунком 2.2. На вход А осциллографа подается входной сигнал, а на вход В — выходной. Измерьте и запишите максимальные входные и выходные напряжения.

б) Измерьте период Т по осциллограмме выходного напряжения. Вычислите частоту выходного сигнала.

в) По осциллограмме выходного напряжения, определите максимальное обратное напряжение  на диоде.

г) Вычислите среднее значение  выходного напряжения (постоянная составляющая).

Эксперимент 3 - Исследование входного и выходного напряжений мостового выпрямителя

а) Соберите схему в соответствии с рисунком 2.3. На вход А осциллографа подается входной сигнал, а на вход В - выходной. Измерьте максимальные входное и выходное напряжения.

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

в) Определите максимальное обратное напряжение  на диоде.

г) Вычислите коэффициент трансформации как отношение амплитуд напряжений на первичной и вторичной обмотке трансформатора.

д) Вычислите среднее значение выходного напряжения  (постоянная составляющая).

Эксперимент 4 - Определение коэффициента пульсации однополупериодного выпрямителя

а) Соберите схему в соответствии с рисунком 2.4. На вход А осциллографа подается входное напряжение, а на вход В – выходное. Измерьте максимум выходного напряжения  и разность между максимумом и минимумом выходного напряжения .

б) Вычислите среднее значение выходного напряжения по результатам измерений.

в) Вычислите коэффициент пульсации выходного напряжения по формуле (7).

Эксперимент 5 - Определение коэффициента пульсации однополупериодного выпрямителя при изменении емкости фильтра

а) Установите емкость конденсатора равной 150 мкФ. Включите схему. Измерьте максимум выходного напряжения и разность между максимумом и минимумом напряжений на выходе выпрямителя по показаниям осциллографа.

б) Вычислите среднее значение напряжения  по формуле (6).

в) Вычислите коэффициент пульсации выходного напряжения по формуле (7).

Эксперимент 6 - Определение коэффициента пульсации однополупериодного выпрямителя при изменении тока нагрузки

а) Установите емкость конденсатора в схеме рисунок 2.4 равной 470мкФ. Измените сопротивление резистора до 200 Ом. Измерьте максимум выходного напряжения и разность между максимумом и минимумом напряжений на выходе выпрямителя по показаниям осциллографа.

б) Вычислите среднее значение напряжения  по формуле (6).

в) Вычислите коэффициент пульсации выходного напряжения по формуле (7).

Эксперимент 7 - Определение коэффициента пульсации двухполупериодного выпрямителя

а) Соберите схему в соответствии с рисунком 2.5. На вход А осциллографа подается входное напряжение, а на вход В – выходное. Измерьте максимум выходного напряжения  и разность между максимумом и минимумом выходного напряжения .

б) Вычислите среднее значение выходного напряжения по формуле (6).

в) Вычислите коэффициент пульсации выходного напряжения по формуле (7).

Результаты экспериментов

Эксперимент 1 - Исследование входного и выходного напряжения однополупериодного выпрямителя

а) Зарисуйте осциллограммы входного и выходного сигналов:

    Максимальное входное напряжение  _______

    Максимальное выходное напряжение

_______

б) Период выходного сигнала Т ______

   Частота выходного сигнала f ______

в) Максимальное обратное напряжение на диоде ________

г) Коэффициент трансформации  N______

д) Постоянная составляющая напряжения на выходе ________

Эксперимент 2 - Исследование входного и выходного напряжения двухполупериодного выпрямителя с отводом от средней точки трансформатора

а) Зарисуйте осциллограммы входного и выходного сигналов:

Максимальное входное напряжение  

________

Максимальное выходное напряжение

________

б) Период выходного сигнала  Т _______

         Частота выходного сигнала  f _______

в) Максимальное обратное напряжение на диоде ________

г) Постоянная составляющая напряжения на выходе

_________

Эксперимент 3 - Исследование входного и выходного напряжений мостового выпрямителя

а) Зарисуйте осциллограммы входного и выходного сигналов

Максимальное входное напряжение ________

Максимальное выходное напряжение

________

б) Период выходного сигнала Т ________

Частота выходного сигнала f ________

в) Максимальное обратное напряжение на диоде ________

г) Коэффициент трансформации  N ________

д) Постоянная составляющая напряжения на выходе _________

Эксперимент 4 - Определение коэффициента пульсации однополупериодного выпрямителя

а) Зарисуйте осциллограммы входного и выходного сигналов

Максимальное выходное напряжение

_________

Минимальное выходное напряжение

_________

Разность между максимумом и минимумом выходного напряжения  

б) Среднее значение выходного напряжения

________

в)  Коэффициент пульсации выходного напряжения

q _________

Эксперимент 5 - Определение коэффициента пульсации однополупериодного выпрямителя при изменении емкости фильтра

а) Зарисуйте осциллограммы входного и выходного сигналов:

Максимальное выходное напряжение

_________

Минимальное выходное напряжение  ________

Разность между максимумом и минимумом выходного напряжения

_________

б) Среднее значение выходного напряжения

________

в) Коэффициент пульсации выходного напряжения

q _________

Эксперимент 6 - Определение коэффициента пульсации однополупериодного выпрямителя при изменении тока нагрузки

а) Зарисуйте осциллограммы входного и выходного сигналов

Максимальное выходное напряжение

_________

Минимальное выходное напряжение

_________

Разность между максимумом и минимумом выходного напряжения

_________

б) Среднее значение выходного напряжения

_________

в) Коэффициент пульсации выходного напряжения

q _________

Эксперимент 7 - Определение коэффициента пульсации двухполупериодного выпрямителя

а) Зарисуйте осциллограммы входного и выходного сигналов

Максимальное выходное напряжение

_________

Минимальное выходное напряжение

_________

Разность между максимумом и минимумом выходного напряжения

__________

б) Среднее значение выходного напряжения _________

в) Коэффициент пульсации выходного напряжения

q __________

Вопросы

1) Каковы различия между входным и выходным сигналами однополупериодного выпрямителя?

2) Одинаковы ли частоты входного и выходного сигналов в схемах однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей?

3) Зачем необходимы трансформаторы в схемах выпрямителей?

4) Каковы различия между сигналом на входе и на выходе при двухполупериодном выпрямлении?

5) По осциллограммам выходного напряжения, определите, осуществляет ли выпрямительный мост однополупериодное или двухполупериодное выпрямление?

6) Чем отличаются выходные напряжения в схемах с выпрямительным мостом и двухполупериодным выпрямителем с отводом от средней точки трансформатора?

7) В каком диапазоне напряжений может изменяться среднее значение выходного напряжения выпрямителя с емкостным фильтром на выходе?

8) Какие факторы влияют на величину коэффициента пульсации выпрямителя с емкостным фильтром на выходе?

9) Будет ли отличаться среднее значение выходного напряжения однополупериодной и двухполупериодной схем выпрямления с емкостным фильтром, если сопротивление нагрузки будет равно бесконечности?

10) Будет ли влиять частота входного напряжения выпрямителя на среднее значение выходного напряжения и на коэффициент пульсации при фиксированных значениях емкости фильтра и сопротивления нагрузки?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

10617. Программирование систем реального времени. Методы программирования: параллельное программирование, мультипрограммирование и многозадачность 123.5 KB
  Программирование систем реального времени. Методы программирования: параллельное программирование мультипрограммирование и многозадачность. Приоритеты процессов и производительность системы. Управление ресурсами. Обмен информацией между процессами. Последовате...
10618. Основные идеи софистов и учение Сократа 140 KB
  Основные идеи софистов и учение Сократа Жизнь Сократа и проблема источников. Открытие сущности человека (человек - это его душа). Парадоксы сократовской этики..
10619. Философия Платона. Учение о бытии и небытии 204.23 KB
  Философия Платона Введение В истории мировой культуры Платон великое явление. Он жил в древнегреческом обществе но как деятель философ учёный писатель принадлежит всему человечеству. Платон один из учителей философии. Учителем его делает не только то что в...
10620. Философия Аристотеля. Аристотелевский вопрос 114 KB
  Философия Аристотеля 1. Аристотелевский вопрос 1.1. Жизнь Аристотеля Аристотель родился в 384/383 гг. до н. э. в Стагире на границе с Македонией. Его отец по имени Никомах был врачом на службе у македонского царя Аминта отца Филиппа. Вместе с семьей молодой Аристотель...
10621. Плотин и философия неоплатонизма. Биография Плотина 59 KB
  Плотин и философия неоплатонизма Биография Плотина Неоплатонизм это обширное философское направление конца античного мира IIIVI вв. н. э. основным содержанием которого являлось учение Платона и Аристотеля в сплаве с элементами пифагорейства и стоицизма о диалект...
10622. Предпосылки средневековой западноевропейской философии 237.15 KB
  Предпосылки средневековой западноевропейской философии 1. Средневековая западноевропейская философия как синтез античной философской и религиозных традиций Средневековая западноевропейская философия развивалась на базе античной философии испытывая мощное в...
10623. Периодизация западноевропейской средневековой философии, ее отличительные черты и проблемы 48 KB
  Периодизация западноевропейской средневековой философии ее отличительные черты и проблемы В исторической науке период средневековья в Западной Европе датируют V ХV вв. Однако по отношению к философии такая датировка не совсем корректна. Средневековая европейская ф...
10624. Святой Августин и апогей патристики 297.24 KB
  Святой Августин и апогей патристики Жизнь духовная эволюция и сочинения Августина Августин Аврелий родился в 354 г. в Тагасте Нумидия Африка. Его отец Патриций был мелким собственником связанным с язычеством крещен был лишь в конце жизни. Напротив его мать Мон
10625. Философия Фомы Аквинского 214.67 KB
  Философия Фомы Аквинского ФОМА АКВИНСКИЙ 1225 или 1226-1274 центральная фигура средневековой философии позднего периода выдающийся философ и богослов систематизатор ортодоксальной схоластики основатель одного из двух господствующих ее направлений томизма. Исх