Исследование выпрямителей

Казань 2011

Цель работы

Ознакомление с принципом действия и изучение характеристик одно- и двухполупериодного выпрямителей.

Описание лабораторной установки

Принципиальная электрическая схема приведена на рис.6.1. Переменное напряжение, предназначенное для выпрямления, получается от сети напряжением 220 В с помощью понижающего трансформатора. Трансформатор имеет две вторичные обмотки: одна подключена к однополупериодному выпрямителю, другая к мостовому (двухполупериодному). Одна из указанных схем выпрямителей подключена к нагрузке переключателем П1.

Переключатель П2 позволяет подключить к выходу выпрямителя два типа сглаживающих фильтров. Для исследования зависимости пульсации выпрямленного напряжения от параметров сглаживающего фильтра предусмотрена ступенчатая регулировка емкости конденсаторов С1 и С2.

К выходу выпрямителя можно переключателем П3 подключить стабилитрон.

В лабораторной установке предусмотрена ступенчатая регулировка сопротивления нагрузки.

Для визуального наблюдения формы и измерения параметров напряжения с помощью электронно-лучевого осциллографа на макете имеются гнезда Г1÷ Г4.

Подготовка к работе

1. Изучить материал о принципе действия одно-и двухполупериодного выпрямителей, сглаживающих фильтров и стабилизаторов выходного напряжения [1, 2].

2. Составить план проведения экспериментальной части рабочего задания и составить таблицы для записи результатов измерений (пп. 4-8 рабочего задания).

3. Заготовить кальку для зарисовки исследуемых напряжений.

Рабочее задание

1.Включить схему (рис.1) однополупериодного выпрямителя без фильтра и схемы стабилизации, для чего поставить все переключатели в положение 1 и установить С₁=С₂=0 и R_Н=20 кОм.

Рис.1 Схема

Зарисовать с экрана осциллографа форму выходного напряжения выпрямителя.

2. Повторить п.1 для мостовой схемы выпрямителя, поставить переключатель П1 в положение 2.

3.Исследовать зависимость пульсаций формы и величины выходного напряжения, и в однополупериодном выпрямителе от величины сглаживающего конденсатора С1, для чего установить все переключатели в положение 1, поставить С2=0 и R_Н=20 кОм. Построить графики зависимости и .

4.Повторить п.3 для мостовой схемы выпрямителя. Зависимости и построить в одном масштабе с аналогичными зависимостями п.3.

5.Исследовать зависимость формы и величины выходного напряжения двухполупериодного выпрямителя от емкости конденсаторов С1 и С2 П-образного сглаживающего фильтра. Переключатели П1 и П2 должны находиться в положении 2, а переключатель П3-в положении 1; установить R_Н=20 кОм. Значения конденсаторов С1 и С2 устанавливать каждый раз одинаковыми, т.е. С1 и С2=С. Построить график зависимости .

6.Снять нагрузочную характеристику двухполупериодного выпрямителя без П-образного фильтра. Для этого снимается зависимость , по которой вычисляется зависимость , где .Установить максимальное значение С1. Построить графики обеих зависимостей.

7.Повторить п.6 для двухполупериодного выпрямителя с П-образным сглаживающим фильтром. Установить максимальные значения емкости конденсаторов С1 и С2.

8.Снять и построить нагрузочную характеристику двухполупериодного выпрямителя с П-образным фильтром и стабилизацией выходного напряжения, для чего поставить все переключатели в положение 2.Емкости конденсаторов С1 и С2 установить максимальными.

Контрольные вопросы

1.Как работает однополупериодный (двухполупериодный) выпрямитель?

2.Какого назначение трансформатора в выпрямителе?

3.Какого назначение сглаживающего конденсатора С1?

4.Каковы способы уменьшения пульсации выпрямленного напряжения?

5.Как работает схема стабилизации выпрямленного напряжения с помощью стабилитрона?

6.Как по заданному коэффициенту стабилизации определить входное напряжение выпрямителя?

Литература

1. Электротехника: учебное пособие. – В 3-х кн. /под ред.: П.А.Бутырина, Р.Х.Гафиятуллина, А.Л.Шестакова.

Кн.2. Электрические машины. Промышленная электроника. Теория автоматического управления: учебное пособие для вузов. - Челябинск: ЮУрГУ, 2004. -711 с.