3. Описание лабораторной установки. Общее задание на выполнение лабораторной работы

1. Описание лабораторной установки

В работе исследуются однофазные двухполупериодные выпрямители без фильтра, с С-, LC-, RC-фильтрами и параметрическим стабилизатором напряжения. Схема однофазного выпрямителя с выводом нулевой точки трансформатора приведена на рисунке 8. Схема выпрямителя, собранного по мостовой схеме, показана на рисунке 9.

Рисунок 8 – Внешний вид установки (а) и схема однофазного выпрямителя с выводом нулевой точки трансформатора (б).

П₆ отключен – замкнут контакт 1, П₆ включён – замкнут контакт 2;

R₂- для наблюдения осциллограмм анодного тока.

Рисунок 9 – Схема однофазного мостового выпрямителя:

П₆ отключен – замкнут контакт 1; П₆ включён – замкнут контакт 2;

R₂ – для наблюдения осциллограмм тока во вторичной обмотке трансформатора; R₅ – для наблюдения осциллограмм анодного тока.

В качестве элементов фильтра в приведенных схемах служат конденсаторы С₁, С₂, резистор R₃, дроссель L. Нагрузкой является переменный резистор R_н (R_н=6,8 кОм+330 Ом). Параметрический стабилизатор состоит из резистора R₃ (R₃=330 Ом) и стабилитрона Д₃ (тип Д814Г). Резисторы R₁ и R₂ (R₅) служат для наблюдений осциллограмм тока в первичной обмотке трансформатора и анодного тока диода (R₁=27 Ом, R_2,5=10 Ом). Резистор R₄ – для наблюдений осциллограмм тока в цепи нагрузки (R₄=330 Ом). Пунктиром в схемах указаны выводы для подключения осциллографа. Питание осуществляется от сети переменного тока 220В через трансформатор Тр. В схемах использованы измерительные приборы магнитоэлектрической системы.

2. Общее задание на выполнение лабораторной работы

1. Снять и построить внешнюю характеристику U_d=f(I_d) выпрямителя, собранного по схеме с выводом нулевой точки трансформатора или по мостовой схеме без стабилизатора.

2. Зарисовать осциллограммы выпрямленного напряжения U_d, напряжения на диоде U_ак, анодного тока диода i_d и тока первичной обмотки трансформатора i₁ (для мостовой схемы i₁ и i₂ при работе: без фильтра; с С-фильтром, с LC – фильтром; с RC-фильтром).

3. Снять и построить внешнюю характеристику U_d=f(I_d) выпрямителя с одним из исследуемых типов фильтра и параметрическим стабилизатором.

4. Зарисовать осциллограммы выпрямленного напряжения U_d и токов i_a, i₁ (для мостовой схемы и i₂) при работе выпрямителя в режиме, указанном в П.4.

5. Рассчитать однофазный выпрямитель, собранный по мостовой схеме или с выводом нулевой точки трансформатора и одним из фильтров типа L-, LC- или RC.

Примечание. Схему соединения исследуемого однофазного выпрямителя, режимы его работы и исходные расчётные данные выдаёт преподаватель в индивидуальном задании. Студенты-заочники выполняют работу в сокращенном варианте. Объем работы указывает преподаватель в индивидуальном задании.

5. Порядок проведения работы

1. Ознакомиться с методическим руководством.

2. Получить задание у преподавателя.

3. При отключенном от сети стенде, собрать схему для проведения первого (или очередного) эксперимента с помощью переключателей П_с, П_н, П₂-П₆, как указано в таблице 3 (например, для первого эксперимента необходимо включить П₁). Рукоятку регулируемого резистора R_н повернуть против часовой стрелки до упора. Выключатель П_н установить в положение «отключено».

4. Включить установку под напряжение переключателем П_с и снять показания прибора ИП₁, которое соответствует току I_d=0 (режим холостого хода).

5. Выключатель П_н переключить в положение «включено» и вращением рукоятки резистора R_н по часовой стрелке установить по прибору ИП₁ значение тока I_d (согласно таблице 3). Снятие напряжения на нагрузке U_d производить по прибору ИП₂, а амплитуды пульсаций выпрямленного напряжения U_m1 определить по осциллографу.

6. Снять зависимость U_d=f(I_d) у однофазного выпрямителя без фильтра и со сглаживающими фильтрами. Зарисовать осциллограммы токов и напряжений (см. задание).

7. Повторить п.п. 4-7 при наличии параметрического стабилизатора.

8. Вычислить коэффициент пульсаций q для заданного значения I_d.

9. Построить графики зависимости.

10. Выполнить расчётную часть лабораторной работы.

11. Составить отчёт о работе.

12. Подготовиться к защите отчёта (см. п.9).

Примечания:

1. Первоначально зарисовать все осциллограммы напряжения u_d при одинаковом усилении осциллографа.

2. Снять осциллограммы тока при одинаковом среднем значении тока i_d в цепи нагрузки и одинаковом усилении осциллографа.