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

9030. Предмет и типы социальной философии 37.5 KB
  Предмет и типы социальной философии Социальная философия имеет своим объектом познания общество, т. е. занимается познанием социальной действительности. В строгом смысле слова любое познание, поскольку оно протекает в обществе, является социальным...
9031. Глобалистика и ее проблемы. Глобальные проблемы современной цивилизации 42.5 KB
  Глобалистика и ее проблемы. Глобальные проблемы современной цивилизации Исторические типы взаимосвязи природы и общества определяются переходом от присваивающего к производящему хозяйству. Существуют три основных этапа такой взаимосвязи: 1 этап...
9032. Учение Августина 14.58 KB
  Учение Августина. Черты средневековой философии: теоцентризм - единый бог в центре бытия креационизм – разделение бытия на сущее (бога) и сотворенное богом провиденциализм – Бог знает все, все наполняет смыслом традиционализм...
9033. АНТИЧНЫЙ АТОМИЗМ (ДЕМОКРИТ, ЭПИКУР, ЛУКРЕЦИЙ КАР). 16.31 KB
  Античный атомизм (Демокрит, Эпикур, Лукреций Кар). Демокрит (460-360 гг.), продолжая материалистические традиции своих предшественников, в частности Левкиппа, считал, что весь мир состоит из атомов и пустоты. Все атомы создают бытие во всей полноте,...
9034. ФИЛОСОФСКИЕ ВЗГЛЯДЫ АРИСТОТЕЛЯ 15.81 KB
  Философские взгляды Аристотеля. Аристотель (также Стогирит, 384-322 г.), один из учеников Платона, во многом заложил основы для выделения философии как самостоятельной науки. Его основные сочинения - Метафизика, О душе, Первая вторая...
9035. СПЕЦИФИКА ФИЛОСОФСКИХ РАЗМЫШЛЕНИЙ О БЫТИИ 14.23 KB
  Специфика философских размышлений о бытии. Философия - это знание всеобщего во взаимодействии мира и человека. Объединяющим началом для человека и мира является бытие. Бытие - одна из основных категорий философии, которая изучается со врем...
9036. УЧЕНИЕ ГЕРАКЛИТА. 14.05 KB
  Учение Гераклита. Взгляды Гераклита [Темного] (544-480 гг.), уроженца Эфеса, были продолжением учения представителей Милетской школы. Гераклит обращает внимание на динамизм всего сущего и считает динамизм главной характеристикой первоначала. Он пров...
9037. ДВИЖЕНИЕ, ПРОСТРАНСТВО, ВРЕМЯ - АТРИБУТЫ МАТЕРИИ. 15.54 KB
  Движение, пространство, время - атрибуты материи. Необходимым условием существования материи является взаимодействие образующих ее элементов. Оно может носить внешний и внутренний характер и приводит к изменению. Любое изменение в философии называют...
9038. Идеология и общественная психология 14.89 KB
  Идеология и общественная психология. Идеология и общественная психология связаны с духовной сферой жизни общества. Вся деятельность общества, социальные и экономические отношения, связаны с духовной деятельностью - функционированием и развитием...