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

5233. Історія психології. Курс лекцій. Розвиток асоціативної психології в ХІХ ст. 1.54 MB
  Розвиток асоціативної психології в ХІХ ст. План: 1. Загальна характеристика асоціативної психології. 2. Зародження і розвиток асоціативної психології. 1. Загальна характеристика асоціативної психології. На початку ХІХ ст. асоціативна психологія зали...
5234. Історія психології. Лекції. Предмет історії психології 1018.5 KB
  Предмет історії психології, її розвиток і методологічні принципи План: Предмет, методи і основні етапи розвитку історії психології. Головні чинники і принципи розвитку психології. І. Предмет, методи і основні етапи історії психології Іст...
5235. Історія української культури. Конспект лекцій 1.02 MB
  Тема 1. Загальне поняття про культуру, її матеріальніта духовні цінності План Походження та зміст поняття культура. Структура культури. Функції культури. Основні культурні форми. Мистецтво як важлива склад...
5236. Історія України від найдавніших часів до сьогодні. Конспект лекцій 1.18 MB
  Найдавніша історія України. Первісне суспільство і перші державні утворення на території України. Початок формування людської цивілізації на території України. Кам'яний вік. Епоха міді-бронзи. Трипільська культура...
5237. Київська Русь. Початки державотворчого процесу 90 KB
  Київська Русь. План лекції: Особливості державотворчого процесу в Європі. Теорії походження Київської Русі. Основні етапи становлення і розвитку Давньоруської держави. Період становлення Київської Русі. Політичний та соціальний устрій Київ...
5238. Українські землі у складі Литви і Польщі. Початок козаччини 36.5 KB
  Українські землі у складі Литви і Польщі. Початок козаччини. Соціально-економічне становище України. Зміни соціально-економічних порядків. 1. 1447 рік на Православну церкву поширено католицькі порядки, згідно яких король-князь мали право, розд...
5239. Козацький період історії україни 113 KB
  Початоккозаччини. 1.Причини і джерела виникнення українського козацтва. 2.Запорозька Січ.2.1. Виникнення Запорозької Січі. 2.2. Соціально-економічний та військовий устрій Запорожжя. 2.3. Як козаки воювали. 2.4. Освіта на Січі. 2.5. Реєстрове (...
5240. Визвольна війна 1648 року. 127.5 KB
  Визвольна війна 1648 року. 1.Напередодні Великого повстання. 2.Богдан Хмельницький 3.Перші перемоги. 4.Бойові дії 1649-1651рр. (Битва під Берестечком 1651р. 18-30 червня) 5. Умови Зборівського і Білоцерківського миру. 6. Причини блискучих пере...
5241. Економічний та культурний вплив Гетьманщини на Московію 67 KB
  Економічний та культурний вплив Гетьманщини на Московію. Економічний та культурний рівень козацької країни невпинно зростав. Літом 1654 року архидіакон Павло Алеппський, супроводжуючи свого батька, антіохійського патріарха Макарія, мандрував Україно...