13.10. Внешняя характеристика выпрямителя порядок проведения работы

1. По конспекту лекций изучите устройство и принцип действия выпрямителей на полупроводниковых диодах.

2. Ознакомьтесь с экспериментальной установкой (рис. 13.11) для исследования различных выпрямительных схем, а также необходимыми для выполнения работы измерительными приборами и оборудованием. Запишите технические данные всех приборов, используемых в работе, в табл. 13.1.

Таблица 13.1

Технические характеристики приборов

Наименование прибора	Система прибора	Класс точности	Пределы измерений	Цена деления

3. Подготовьте установку к проведению исследований (под руководством преподавателя):

а) подключите амперметр для измерения выпрямленного тока нагрузки;

б) подключите цифровой вольтметр для измерения выпрямлен­ного напряжения на нагрузке;

в) подключите осциллограф OMC-26 для наблюдения и регистрации формы выпрямленного напряжения на нагрузке;

г) подключите источник регулируемого переменного напряже­ния, с помощью которого установите напряжение на входе выпрямительного устройства В и при проведении опытов поддерживайте его неизменным.

Рис. 13.11. Схема лабораторной установки

4. Исследуйте выпрямитель, собранный по однополупериодной схеме (рис. 13.12) при работе без сглаживающих фильтров. При этом выключателей и в цепях конденсаторов разомкнуты, выключатель в шунтирующей цепи дросселя и выключатель в цепи нагрузки - замкнуты, выключатель отжат, выключатель - разомкнут.

Рис. 13.12 Однополупериодная схема выпрямления

При выполнении исследований начальный вертикальный размер осциллограммы должен быть равен 30 - 40 мм. Осциллограмма зарисовывается в принятом масштабе на миллиметровой бумаге, а показания всех измерительных приборов заносятся в табл. 13.2.

Таблица 13.2

Результаты исследований

Номер опыта	Схема выпрямления	Тип фильтра	Измерено				Вычислено
			, В	, В	, В	, А		Uобр max , В

В табл. 13.2: U₁ - напряжение питающей сети, U₂ - половина действующего значения напряжения на вторичной обмотке согласующего трансформатора; U_H, I_H - измеренные выпрямленные значения напряжения и тока нагрузки; g - коэффициент пульсаций напряжения и тока нагрузки

5. Проведите исследования, аналогичные п. 4, снимая осциллограмму с экрана осциллографа и записывая показания всех измерительных приборов в табл. 13.2 при включении в схему выпрямителя:

- индуктивного (дроссельного) сглаживающего фильтра;

- емкостного сглаживающего фильтра (дроссель закорочен);

- индуктивно-емкостного (L - С типа) П-образного сглаживающего фильтра;

- индуктивно-емкостного (L-С типа) П-образного сглаживающего фильтра. Осциллограммы всех опытов должны быть зарисованы в принятом в п. 4 масштабе при неизменной частоте генератора развертки осциллографа.

6. Исследуйте двухполупериодный выпрямитель с нулевым выводом трансформатора (рис. 13.13). Для этого в схеме (рис. 13.11) выключатель B₂ необходимо замкнуть и провести те же измерения, что и при однополупериодном выпрямлении. Показания всех измерительных приборов занести в табл. 13.2.

Рис. 13.13. Двухполупериодная схема с нулевым выводом трансформатора

7. Исследуйте двухполупериодный выпрямитель с мостовой выпрямительной схемой (рис. 13.14). Для перехода от схемы, используемой в п.6, к мостовой необходимо нажать выключатель B₁. Кроме того, необходимо уменьшить вдвое напряжение на вторичной обмотке трансформатора. Затем провести те же исследования, что и при выполнении опытов в п. 4, 5.

Рис. 13.14. Двухполупериодная мостовая схема выпрямления

8. Проведите обработку результатов опытов:

а) для одно- и двухполупериодных выпрямительных схем без сглаживающих фильтров рассчитать значение коэффициента пульсаций g, под которым понимается отношение амплитуды A_m наиболее выраженной гармонической составляющей напряжения или тока, к постоянной составляющей напряжения или тока, если

- гармонический ряд для кривых, получаемых в процессе однополупериодного выпрямления

;

- гармонический ряд для кривых, получаемых в процессе двухполупериодного выпрямления

;

б) для этих же схем по измеренному при помощи осциллографа амплитудному значению напряжения на вторичной обмотке U_2m определить максимальное значение обратного напряжения на диодах U_{обр max}, которое в случае однополупериодного выпрямления равно U_2m, в случае двухлолупериодной схемы с нулевым выводом трансформатора 2U_2m, а в мостовой схеме U_2m /2.