Описание лабораторного стенда

Лабораторный стенд, предназначенный для проведения исследований выпрямителей наряду с основным перечнем элементов, входящих в его состав (понижающими трансформаторами, измеритель­ными приборами, пере­менным сопротивлением нагрузки R_H), содержит вставной, сменный блок с полупроводниковыми диодами, электролитическими конденсаторами и шунтирующим резистором R_Ш. Общий вид стенда показан на рис. 1.13.

Рис. 1.13. Лабораторный стенд

В качестве нагрузки выпрямителя используется переменный резистор блока нагрузок (правая панель лабораторной установки). Регулирование тока, протекающего через нагрузку, производится ручками «R_Н грубо» и «R_Н точно». Примерные пределы изменения R_Н : от 1300 Ом в положении «1» переключателя «R_Н грубо» до 17 Ом в положении «7». В режиме холостого хода в положении «ХХ» R_Н = .

Напряжения и токи измеряют с помощью вольтметров PV1, PV2 и миллиамперметров РА1, РА2 лабораторного стенда. Все приборы позволяют измерять как постоянную, так и переменную составляющие напряжения или тока. Сопротивление шунта миллиамперметра – 1 Ом.

С помощью осциллографа проводят исследование форм напряжений и токов. Для наб­людения формы напряжений имеются гнезда в точках подключения вольтметров или непосредственно на элементах вы­пря­­мителя.

В

Рис. 1.14. Вставной блок для исследования выпрямителей

нешний вид вставного блока для исследования выпрямителей показан на рис. 1.14.

Для наблюдения формы тока необходимо в разрыв исследуемой цепи включить резистор R_Ш = 1 Ом и подключить к нему вход осциллографа. Форма и величина падения напряжения на нем будет соответствовать форме и величине протекающего в цепи тока.

Рабочие задания и порядок выполнения лабораторной работы

Перед выполнением заданий следует подготовить блок и измерительные приборы к работе.

Задание № 1

Исследовать выпрямитель, составленный на основе двухполупериод­ной схемы выпрямления однофазного переменного тока с выводом от средней точки обмотки трансформатора (рис. 1.4).

1. Собрать схему, приведенную на рис. 1.15, и подключить приборы, необходимые для проведения измерений и снятия характеристик.

Последовательность действий:

• вольтметр PV1 установить в режим измерения переменного напряжения для поочередного определения напряжений между выводами транс­форматора 1, 2, 3;

• вольтметр PV2 установить в режим измерения постоянного напряжения;

• миллиамперметры РА1 и РА2 установить в режим измерения постоянного тока;

• после проверки преподавателем собранной схемы включить питание стенда выключателем «СЕТЬ – ВКЛ»;

• нажатием кнопки «ОДНОФАЗНАЯ СЕТЬ – ВКЛ» подать питание на схему.

Рис. 1.15. Схема выпрямления с выводом от средней точки обмотки трансформатора

2. Измерить и записать в таблицу 1.1 значения электрических параметров U₂, U_d, I_d, и I_{VD ср}, указанных в данной таблице при различных величинах сопротивлений нагрузки R_Н.

Таблица 1.1

Параметры схемы рис. 1.15

Измеряемая величина	Положение переключателя «RН грубо»
	XX	1	2	3	4	5	6	7
U2 , B
Ud , B
Id , mA
IVD13 , mA
U~m , B
kП

3. Переключатель «R_Н грубо» установить в положение «4» и провести осциллогра­фирование сигналов:

• напряжений на вторичной обмотке трансформатора (гнезда 1–2, 2–3) – u₂₁, u₂₂;

• напряжения между анодом и катодом диода VD14 – u_ОБР;

• размаха напряжения на R_Н (гнезда 6-7) – u_~m;

• тока диода VD13 – i_VD13 (на выводах миллиамперметра РА1).

4. Наблюдаемые формы осциллограмм напряжений и токов u_d, u_ОБР, u_~m, i_d, i_VD13 сравнить с формами кривых на диаграммах, представленных на рис. 1.5.

5. Используя значения измеренных величин напряжений U_d и U_~m, занесенных в таблицу 1.1 при установке переключателя «R_Н грубо» в положение «4», выполнить следующие действия:

• произвести по формуле (1.1) расчет среднего значения выпрямлен­ного напряжения U_d и сравнить с измеренным;

• вычислить по формуле (1.2) коэффициент пульсаций k_П и сравнить с расчетным теоретическим;

• построить внешнюю характеристику выпрямителя U_d = f(I_d).

Задание № 2

Исследовать выпрямитель, составленный на основе двухполупериод­ной мостовой схемы выпрямления однофазного переменного тока (рис. 1.6).

1. Собрать схему, приведенную на рис. 1.16, и подключить приборы, необходимые для проведения измерений и снятия характеристик.

Последовательность действий:

• вольтметр PV1 установить в режим измерения переменного напряже­ния для определения напряжения между выводами трансформатора 1 и 3;

• вольтметр PV2 установить в режим измерения постоянного напряжения;

• миллиамперметры РА1 и РА2 установить в режим измерения постоянного тока;

• после проверки преподавателем собранной схемы включить питание стенда выключателем «СЕТЬ – ВКЛ»;

• нажатием кнопки «ОДНОФАЗНАЯ СЕТЬ – ВКЛ» подать питание на схему.

Рис. 1.16. Однофазная мостовая схема выпрямления

2. Измерить и записать в таблицу 1.2 значения электрических параметров U₂, U_d, I_d, и I_VD7, указанных в данной таблице при различных величинах сопротивлений нагрузки R_Н.

Таблица 1.2