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

104 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

50601. Схемотехнические решения устройств на операционных усилителях 586 KB
  Принципиальная схема простого аналогового интегратора показана на рис. На этой схеме конденсатор в цепи обратной связи ОУ подсоединен между суммирующим входом и выходом интегратора. Для определения выходного напряжения интегратора при постоянном напряжении Ui на его входе воспользуемся формулой коэффициента передачи усилителя с параллельной отрицательной обратной связью Kip = Uo Ui = Kp [1 bp Kp] 1 в которой Кр = А...
50602. Генераторы электрических колебаний 488 KB
  Зарисовать осциллограммы на выходе RCгенератора при 3х и 4х звенной фазосдвигающей цепочки. Исследовать зависимость амплитуды и частоты выходного сигнала а также периода самовозбуждения генератора от величины R и С и занести полученные значения в таб.5 кОм С мкФ 5 10 20 40 80 Um В 355 327 273 207 143 Т С 026 03 034 037 038 Гц 385 333 294 27 263 Tcв сек Исследование генератора на операционном усилителе.
50603. Пуск-Autodesk-Autodesk 3d Max 8-3d Max 8 516.5 KB
  Находится в верхней части окна программы и обеспечивает доступ к основным командам 3ds Mx 7. Обычно находится под главным меню но может отображаться как плавающая панель или располагаться в других местах окна. Viewports Окна проекций. Расположены в центре окна и занимают его большую часть.
50604. Создание геометрических примитивов. Добавление освещения в сцену 278 KB
  Установив параметры нажмите кнопку Crete Создать. В окне проекции Top Вид сверху нажмите левую кнопку мыши и не отпуская левую клавишу передвиньте мышь определяя первый радиус конуса. Расположение объектов в окне проекции Top Создайте Тор для этого: Нажмите кнопку Torus Тор на панели Cret Создать Создайте тор в окне проекции Top Вид сверху. Создайте трубу для этого: Нажмите кнопку Tube Труба на панели Cret Создать Создайте в окне проекции Top...
50605. Создание интерьера кухни с помощью примитивов 3ds Max 677.5 KB
  Например все объекты сцены на рис. Сцена созданная из примитивов 3ds Mx Цель: Смоделировав подобную сцену вы ознакомитесь с интерфейсом программы научитесь создавать объекты и производить с ними основные операции: выравнивание перемещение вращение клонирование. Научиться производить над объектами основные операции.
50606. Проблемы реализации геополитической стратегии Российской Федерацией 99 KB
  Понятие “геополитика” в современном мире рассматривается, иногда чересчур широко, что, в конечном счете, размывает характерные особенности данного явления.
50607. Создание тел вращения по профилю сечения при помощи сплайнов 923.5 KB
  Сегмент segment это участок линии сплайна между двумя соседними вершинами. Криволинейные сегменты представляются набором прямолинейных отрезков часто незаметных для глаза число которых задается при создании сплайна. Вершины vertex сплайна различаются по типу и определяют степень кривизны сегментов сплайна прилегающих к этим вершинам.
50608. Создание объектов методом Editable Mesh (Редактируемая поверхность) 879 KB
  Переключитесь в режим редактирования Polygon Полигон. Выйдите из режима редактирования Polygon Полигон выделите объект перейдите на вкладку Modify Изменение командной панели выберите из списка Modifier List Список модификаторов модификатор MeshSmooth Сглаживание. Переключитесь в режим редактирования Edge Ребро. Переключитесь в режим редактирования Vertex Вершина.
50609. Создание объектов методом Editable Poly (Редактируемая полисетка) 390 KB
  Далее выделяете полигоны показанные на рисунке 3 выбирать можно по одному удерживая кнопку ctrl. Рис. Должно получиться как на рисунке 4.