лр выпрямитель. выпрямитель. Лабораторная работа студент 2 курса Института физики, гр. 06122 Михайлова А. Ю
 Скачать 4.63 Mb.
|
|
КАЗАНСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНСТИТУТ ФИЗИКИ Кафедра радиофизики ВЫПРЯМИТЕЛЬ Лабораторная работа Выполнил: студент 2 курса Института физики, гр. 06-122 Михайлова А. Ю. Преподаватель: Смоляков А. Д. Оценка работы: Казань – 2023 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………..…3 ХОД РАБОТЫ…………………………...……………………………………..…4 ОДНОПОЛУПЕРИОДНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ С АКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ……………..…………….……………………………………..4 МОСТОВОЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ С АКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ…………………………………………………………….……5 ДВУХПОЛУПЕРИОДНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ С ЕМКОСТНЫМ ФИЛЬТРОМ………….……………………………………………………….6 ДВУХПОЛУПЕРИОДНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЯ С Г-ОБРАЗНЫМ ФИЛЬТРОМ………………………………………..………………………….7 ВЫВОД…………………………………..………………………………………...9 ВВЕДЕНИЕ Для питания радиотехнических устройств требуется постоянные напряжения и токи. Одним из самых распространенных источников постоянных напряжений и токов является выпрямитель. Термин «выпрямитель» связан с тем, что постоянные напряжения (токи) в выпрямителе получаются путем «выпрямления» переменных напряжений, т.е. постоянные напряжения в выпрямителе получаются из переменных напряжений. Следовательно, в выпрямителе имеет место преобразование спектра сигналов. Известно, что операции, связанные с преобразованием спектра сигналов, являются нелинейные операции. Поэтому выпрямитель является нелинейным устройством и должен иметь нелинейный элемент. Таким нелинейным элементом является вентиль – элемент, который проводит ток в одном направлении и не проводит в другом. Цель работы: 1. Изучение принципов работы выпрямительного устройства. 2. Определение основных параметров выпрямительной схемы, таких как среднее значение тока и напряжения, пульсации. 3. Сравнение характеристик выпрямительной схемы с теоретическими расчетами и оценка точности определения параметров схемы. Оборудование: - лабораторная установка, содержащая трансформатор, четыре вентиля, катушку индуктивности, два конденсатора одинаковой емкости, четыре сопротивления. - амперметр постоянного тока - вольтметр постоянного тока - осциллограф C1-72 ХОД РАБОТЫ Однополупериодный выпрямитель с активной нагрузкой Собрала однополупериодную схему выпрямителя с активной нагрузкой R=750 Ом, индуктивностью катушки L=5Гн, емкостью конденсатора С=10мкФ и частотой 50Гц согласно рисунку:  Включила питание. Форма напряжения на нагрузке:  Масштаб 5В:5мс Измерила постоянные составляющие тока и напряжения по показаниям амперметра  =10 мА и вольтметра  . Активное сопротивление вторичной обмотки  . Сопротивление полупроводникового диода  . Сравнила с величиной постоянной составляющей тока в нагрузке, вычисленной по формуле  , где максимальное значение тока через вентиль  .Измерила максимальное значение напряжения на нагрузке по показаниям на осциллографе  . По формуле определила амплитуду основной гармоники напряжения  .Вычислила коэффициент пульсаций  .Мостовой выпрямитель с активной нагрузкой Собрала мостовую схему выпрямителя с активной нагрузкой:  Включила питание. Форма напряжения на нагрузке:  Масштаб 5В:5мс Измерила постоянные составляющие тока и напряжения по показаниям амперметра =18мА и вольтметра  . Сравнивая с величиной постоянной составляющей тока в нагрузке, вычисленной согласно формуле  , где максимальное значение тока через вентиль  , получаем, что при одинаковой амплитуде тока через вентиль среднее значение тока в нагрузке в двухполупериодной схеме в два раза больше, чем в однополупериодной.Измерила максимальное значение напряжения на нагрузке по показаниям на осциллографе . По формуле определила амплитуду основной гармоники напряжения на нагрузке  . Вычислила коэффициент пульсаций  .Двухполупериодный выпрямитель с емкостным фильтром. Собрала схему двухполупериодного выпрямителя с ёмкостным фильтром  Включила питание. Форма напряжения на нагрузке:  Масштаб 2В:2мс Двухполупериодный выпрямителя с Г-образным фильтром Собрала схему двухполупериодного выпрямителя с Г-образным фильтром:  Включила питание. Форма напряжения между точками О и А:  Масштаб 2В:2мс С помощью осциллографа измерила максимальное значение напряжение между точками О и А  . По формуле определила амплитуду основной гармоники напряжения выпрямителя до фильтра  .Подключила осциллограф к точкам В и О. Форма напряжения:  Масштаб 0,05В:2мс С помощью осциллографа измерила амплитуду пульсирующего напряжения с фильтром между точками О и В  . По формуле определила коэффициент фильтрации Г-образного фильтра  .Сравнила полученное значение коэффициента фильтрации с величиной полученной по формуле, где m = 2 для двухполупериодного выпрямителя  . Расхождение коэффициентов фильтрации может быть связано с неисправностью оборудования, либо неидеальностью компонентов, которые могут иметь дополнительные потери, что может привести к снижению коэффициента фильтрации. ВЫВОД В ходе лабораторной работы было проведено исследование одно- и двухполупериодных выпрямителей напряжения. Были измерены значения напряжения на входе и выходе выпрямителей, а также коэффициент пульсации. Также было исследовано поведение двухполупериодного выпрямителя со сглаживающими фильтрами. Было установлено, что использование фильтров позволяет существенно уменьшить пульсации на выходе выпрямителя и получить более гладкий сигнал. В результате эксперимента было установлено, что однополупериодный выпрямитель имеет более высокий коэффициент пульсации, чем двухполупериодный. Это связано с тем, что в однополупериодном выпрямителе ток проходит только через половину периода, что приводит к большим пульсациям напряжения на выходе. Для уменьшения пульсации выпрямленного напряжения между выходными зажимами выпрямителя и нагрузкой включают сглаживающие фильтры, обладающие малыми активными потерями, которые значительно ослабляют пульсацию выпрямленного напряжения за счет подавления гармоник. Таким образом, лабораторная работа позволила изучить основные характеристики выпрямителей напряжения и определить влияние различных параметров на коэффициент пульсации. |