1.3.2. Экспериментальная часть Задание
Исследуйте свойства мостового выпрямителя с помощью осциллографа и мультиметра.
Порядок выполнения эксперимента
• Соберите цепь согласно схеме (рис. 1.3.2), исключая сглаживающий
Рис. 1.3.2
конденсатор Ссгл На схеме АСНО-АСН8 и АСН1-АСН9 - дифференциальные аналоговые входы коннектора персонального компьютера с платой сбора данных, используемого в режиме виртуального "Двухканального осциллографа".
• Измерьте действующие значения входного ubx и постоянного Uпост напряжений мультиметром и вычислите отношение Uпост к ubx
• Произведите осциллографирование входного напряжения ubx и постоянного напряжения Uпост и постройте соответствующие кривые на графике (рис. 1.3.3).
Рис. 1.3.3
• Вычислите глубину и частоту пульсаций напряжения Uпульс как переменной составляющей напряжения Uпост с помощью осциллограммы (рис. 1.3.3).
• Затем подсоедините сглаживающий конденсатор Ссгл параллельно резистору нагрузки rh согласно табл. 1.3.1 и повторите измерения. При этом обратите внимание на полярность электролитического конденсатора.
Таблица 1.3.1
Мостовой выпрямитель |
||||
Ссгл, мкФ |
без |
10 |
100 |
470 |
ubx,B |
|
|||
Uпост, В |
|
|
|
|
Uпост/ubx |
|
|
|
|
Uпульс, В |
|
|
|
|
fпульс, Гц |
|
|
|
|
• Постройте кривые входного ubx и постоянного Uпост напряжений с учетом влияния сглаживающего конденсатора на графике (рис. 1.3.4).
Рис. 1.3.4
Вопрос 1: Каково отношение напряжения постоянного тока Uпост к приложенному (входному) напряжению ubx (без сглаживающего конденсатора)? Ответ:.......................
Вопрос 2: Какова частота пульсирующего напряжения цпульс ?
Ответ:.......................
1.4. Неуправляемый выпрямитель трехфазного тока
1.4.1. Общие сведения
Потребители большой мощности питаются выпрямленным трехфазным переменным током. Несколько большая в сравнении с однофазным выпрямителем стоимость трехфазного выпрямителя многократно окупается за счет более простого сглаживания выходного напряжения.
В описанных ниже экспериментах используется источник трехфазного переменного напряжения.
1.4.2. Экспериментальная часть Задание
Выпрямить выходное напряжение трехфазного источника посредством сначала трехфазного выпрямителя с нулевым выводом, а затем трехфазного мостового выпрямителя (так называемая схема Ларионова). Измерить и исследовать параметры обеих выпрямителей и сравнить с параметрами однофазных выпрямителей.
Порядок выполнения эксперимента
• Соберите цепь трехфазного выпрямителя с нулевым выводом согласно схеме (рис. 1.4.1) и подайте на ее вход переменное трехфазное напряжение 7 В, 50 Гц. На схеме АСНО-АСН1 и АСН2-АСНЗ - дифференциальные аналоговые входы коннектора персонального компьютера с платой сбора данных, используемого в режиме виртуального "Двухлучевого осциллографа".
Рис. 1.4.1
• Используя мультиметр, измерьте последовательно действующие значения входного напряжения ubx (междуфазного напряжения UВХL1- UВХL2: или UВХL1- UВХL3 или UВХL2- UВХL3) и выходного напряжения Uвых при наличии и отсутствии сглаживающих конденсаторов Ссгл (10 мкФ, 100 мкФ, 470 мкФ). Вычислите отношение Uвых к ubx
Примечание: При сборе цепи обратите особое внимание на полярность электролитического конденсатора.
• Затем выведите на монитор осциллографа последовательно входные фазные напряжения ubxl1, ubxl2 и ubxl3 и перенесите их на график (рис. 1.4.2). Для этого подведите напряжение ubxli к каналу АСНО-АСН8 и сравните его с напряжениями ubxl2 и ubxl3, которые поочередно подключаются к каналу АСН1-АСН9.
Рис. 1.4.2
• Теперь выведите на осциллограф напряжение постоянного тока Uвых при наличии и отсутствии сглаживающего конденсатора Ссгл (Ю мкФ, 100 мкФ, 470 мкФ). Определите на осциллограмме размах пульсаций цпульс как переменной составляющей напряжения Uвых
• Перенесите осциллограмму напряжения постоянного тока Uвых, снятую без сглаживающего конденсатора, на график (рис. 1.4.2).
Занесите результаты измерений в табл. 1.4.1.
Таблица 1.4.1
трехфазный выпрямитель с нулевым выводом |
||||
Ссгл, мкФ |
отсутств. |
10 |
100 |
470 |
ubx, В |
|
|||
Uвых, В |
|
|
|
|
Uвых/ubx |
|
|
|
|
Uпульс, В |
|
|
|
|
Fпульс, Гц |
|
|
|
|
• Затем на время уменьшите величину резистора RH до 100 Ом и проследите, какое влияние оказывает ток нагрузки в резисторе на глубину пульсаций напряжения Uпульс (при отсутствии сглаживающего конденсатора).
• Теперь соберите цепь трехфазного мостового выпрямителя согласно схеме (рис. 1.4.3) и повторите все измерения, выполненные для трехфазного выпрямителя с нулевым выводом. На схеме АСНО-АСН8 и АСН1-АСН9 - дифференциальные аналоговые входы коннектора персонального компьютера с платой сбора данных, используемого в режиме виртуального "Двухлучевого осциллографа".
Рис. 1.4.3
• Изобразите кривые фазных напряжений ubxl1, ubxl2 и ubxl3, а также напряжения постоянного тока Uвых на графике (рис. 1.4.4).
Рис. 1.4.4
Занесите все измеренные величины в табл. 1.4.2.
Таблица 1.4.2
трехфазный мостовой выпрямитель |
||||
Ссгл, мкФ |
отсутств. |
10 |
100 |
470 |
ubx, В |
|
|||
ubыx, В |
|
|
|
|
ubыx /ubx |
|
|
|
|
uпульс, В |
|
|
|
|
Fпульс, Гц |
|
|
|
|
• Наконец, увеличьте ток нагрузки уменьшением нагрузочного резистора RH до 100 Ом и пронаблюдайте влияние этого на величину пульсаций выходного напряжения uпульс
Вопрос 1: Какова частота пульсаций выходного напряжения Uвых трехфазного выпрямителя с нулевым выводом? Ответ:...........................
Вопрос 2: Каково отношение выходного напряжения постоянного тока ubыx к действующему значению входного напряжения переменного тока ubx в трехфазном выпрямителе с нулевым выводом? Ответ:...........................
Вопрос 3: Какова частота пульсаций выходного напряжения в трехфазном мостовом выпрямителе? Ответ:............................
Вопрос 4: Каково отношение напряжения постоянного тока ubыx к действующему значению входного напряжения переменного тока ubx в трехфазном мостовом выпрямителе? Ответ:............................
Вопрос 5: Как изменяется пульсация напряжения uпульс трехфазного выпрямителя, включенного на омическую нагрузку, при увеличении тока нагрузки?
Ответ:............................