Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Лабораторная работа № 22

Общепрофессиональная дисциплина 02 Электротехника и электроника
РАЗДЕЛ 8. Источники питания и преобразователи
Тема 8.1. Неуправляемые и управляемые выпрямители
Наименование занятия Исследование двухполупериодной схемы выпрямителя и сглаживающего RC - фильтра.
Цели занятия: учебная 1. Углубить теоретические знания по устройству и принципу работы двухполупериодных выпрямителей. 2. Научиться собирать схемы для исследования выпрямителей. 3. Изучить параметры, характеризующие работу фотоэлементов. 4. Научиться вычислять коэффициенты пульсаций, сглаживания для различных схем двухполупериодных выпрямителей. 5. Научиться строить нагрузочную характеристику выпрямителя. 6. Уметь вычислять КПД.
Общие компетенции ОК 4. Осуществлять поиск, анализ и оценку информации, необходимой для постановки и решения профессиональных задач, профессионального и личностного развития. ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии для совершенствования профессиональной деятельности. ОК 6. Работать в коллективе и команде, обеспечивать ее сплочение, эффективно общаться с коллегами.
Норма времени 2 часа
Оснащение лабораторного занятия
  1. Стенд 17Л-03.
  2. Диоды Д220 (КД103А) - 2шт.
  3. Резистор R] сопротивлением 200 Ом,
  4. Резистор R2 сопротивлением 510 Ом, 1 кОм, 1,6 кОм.
  5. Конденсаторы С1 - С2 ёмкостью 20 и 50 мкФ.
  6. Соединительные провода.
7. Осциллограф С1-83.
Особые правила техники безопасности и охраны туда При выполнении работы подача напряжения на схему разрешается после проверки преподавателем.
Литература   1. Арестов Д.А, Основы электроники. М.: Высшая школа, 2002г., 240 с. 2. Горошков Б.И.,Горошков А.Б. Электронная техника, М.: Академия, 2005г. 3. Криштафович А.К. Трифонюк В В Основы промышленной электроники М.: Высшая школа, 1985г. 4. Миклашевский С.Н. Промышленная электроника, М.: Высшая школа, 1999 г.
     

 


Методические рекомендации.

Выпрямителями - называют устройства, служащие для преобразования переменных напряжений и токов в постоянные, используемые для питания радиоэлектронной аппаратуры.

Переменное напряжение U1 сети поступает на первичную обмотку трансформатора Т, с вторичной обмотки которого напряжение U2 подаётся на выпрямитель В. Выпрямленное пульсирующее напряжение сглаживается фильтром Ф, превращаясь в постоянное напряжение URн для питания устройства, эквивалентно представленного резистором нагрузки Ru.

Схема двухполупериодного выпрямителя с нулевым выводом трансформатора (вывод 2) с активной нагрузкой Rн показана на рис. 1.15.1(б). Вторичная обмотка трансформатора выполнена так, чтобы в точках 1 и 3 были одинаковые, но противофазные относительно точки 2 напряжения U2' и U''2.

 

Рис 1.15.1. а) Структурная схема выпрямителя;

б) Схема двухполупериодного выпрямителя с нулевым выводом трансформатора.

 

На Рис 1.15.2. представлены временные диаграммы изменения напряжений на вторичной обмотке трансформатора U2', U2'' (а), токов текущих через диоды VD1, VD2 в разные полу периоды (б, в) и тока, и напряжения на нагрузке Rн (г); (д) представлены временные диаграммы изменения прямого и обратного напряжения на диодах.

Из диаграмм видно, что диоды поочередно каждый в течение своего полупериода проводят ток в общую нагрузку. Частота пульсаций выходного напряжения двухполупериодной схемы равна удвоенной частоте сети, так как за период напряжения сети ток в нагрузке и напряжение на ней дважды достигают максимума.

Двухполупериодную схему применяют в сильноточных и низковольтных выпрямителях. Это объясняется тем, что в цепи тока нагрузки в любой момент выпрямительного процесса находится только один диод.

Пульсации выпрямленного напряжения оценивают коэффициентом пульсаций kп, являющимся отношением амплитуды первой гармоники U1m к среднему значению напряжения на нагрузке U.cp:

Рис 1.15.2. Временная диаграмма.

kп = U1m / U.cp (1)

 

Коэффициент пульсаций двухполупериодной схемы выпрямления без сглаживающего фильтра kп = 0,67. Сглаживающий фильтр уменьшает kп. Обычно kп определяют как отношение половины размаха пульсации DU (рис 1.15.3) к среднему выходному напряжению Uср.

 

Рис. 1.15.3. Пульсация выпрямленного напряжения.

 

kп = 0.5 DU / Ucp (2)

 

Сглаживание пульсации оценивают коэффициентом сглаживания kсгл, который показывает, во сколько раз пульсация kп.вых на входе фильтра меньше коэффициента пульсации kп.вх на его входе:

 

kсгл = kп.вх / kп.вых (3)

 

Простейшим сглаживающим фильтром является емкостный, состоящий из конденсатора, подключенного параллельно нагрузке Rн. Коэффициент сглаживания емкостного фильтра тем выше, чем больше емкость конденсатора.

Намного эффективнее сглаживающий фильтр, состоящий из двух звеньев: емкостного С и RC – звена, состоящего из элементов R и С.

Нагрузочной характеристикой является зависимость выходного напряжения от тока нагрузки:

 

Uн = f(Rн) (4)

 

КПД выпрямителя вычисляют как отношение мощности на нагрузке Рвых = UR2*I к мощности на входе сглаживающего фильтра Рвх = UC1 * I, выраженное в процентах.

 

Ход работы

1. Заполните таблицу 1.14.1.

 

Таблица 1.15.1 Сведения об электроизмерительных приборах

Название прибора Система прибора Измеряемая величина Единицы измерения Пределы измерения Цена деления Класс точности
               
               
               
               

 

2. Соберите электрическую схему как показано на рисунке 1.15.4:

 

 

Рис.1.14.4. Схема двухполупериодного выпрямителя с нулевым выводом трансформатора.

 

3. Подключить к источнику питания и измерить напряжение на входе выпрямителя с помощью осциллографа и мультиметра. Проверить соотношение между этими величинами,

используя известное выражение Um = 0,707*U.Полученные результаты занести в таблицу 1.15.2.

таблицу 1.15.2.

Измерено Рассчитано
U вх (U2m) Uвх (U2) Uвх (U2)
     

 

 

4. Измерить амплитуду пульсирующего напряжения на выходе выпрямителя (R2 — RH) и зарисовать временную диаграмму.

5. Измерить значение постоянной составляющей пульсирующего напряжения на нагрузке. Показать это значение на временной диаграмме.

6. Подключить фильтр с емкостью C1= 10мкф, R1 = 270 Ом и измерить с помощью осциллографа напряжение на входе фильтра и на нагрузке.

7. Подключить фильтр с емкостью C1= 50мкф, R1 = 270 Ом и измерить с помощью осциллографа напряжение Uс1 Uн.

8. Подключить фильтр с емкостью C1= 50мкф, C2= 50мкф, R1 = 270 Ом и измерить с помощью осциллографа напряжение Uс1, Uн.

9. Вычислить коэффициенты пульсации и сглаживания для максимальной нагрузки и номиналов конденсаторов С1 и С2 используя формулы 1- 3.

10. Результаты измерений занести в таблицу 1.15.3.

таблицу 1.15.3.

Значение сглаживающих фильтров Показание по осциллографу Показание по мультиметру
Uс1 Uн
С1 = R1 =      
С1 = R1 =      
С1 = С2 = R1 =      

 

11. Изменяя сопротивление нагрузки. Измерить Uн и Iн, данные свести в таблицу 1.15.4.

Значение сопротивления Напряжение на нагрузке Ток нагрузки
Rн =    
Rн =    
Rн =    
Rн =    
Rн =    

12. Построить нагрузочную характеристику Uн = f(Rн)

Содержание отчёта

1. Технические данные измерительных приборов используемых в работе.

2. Электрическая схема цепи.

3. Таблица с данными измерений и расчетов.

4. Расчетные формулы.

5. Ответы на контрольные вопросы.

6. Выводы о проделанной работе.

 

Контрольные вопросы

 

1. Сколько диодов одновременно находится в цепи тока исследованного выпрямителя?

2. Какова частота пульсации на выходе выпрямителя?

3. Как влияют конденсаторы фильтра на пульсации?

4. Почему исследуемую схему применяют в сильноточных выпрямителях?

5. Какой будет осциллограмма напряжения на нагрузке, если один из диодов отключен?

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.5 | Лабораторная работа № 23


Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных