Aмплитуда первой гармоники выпрямленного напряжения:

.

Действующее значение напряжения U = r_нI = (r_нI_m)/2 = U_m/2. Активная мощность, отдаваемая источником P = r_нI² = (r_н (I_m)²)/4 = U_m I_m /4. В 1901 году акад. В.Ф. Миткевичем была предложена двухполупериодная схему выпрямления (рис. 15.2). В ней приемник включается между общей точкой 2-х дио­дов и средней точкой трансформатора. В этой схеме положительные направления токов, проходя­щих по диодам, складываются в нагрузке.

Рис.15.2. Схема двухполупермодного выпрямителя

Постоянная составляющая I₀ будет в два раза больше I₀ = 2I_m/π = 0,64I_m.

Среднеквадратическое значение I_СКВ = 0,707I_m.

.

т.е. действующее значение выпрямленного тока Судет равно действующему значению переменного тока. Двухполупериодное выпрямление переменного тока можно осуществить мостовой схемой, приведенной на рис.15.3.

Рис. 15.3. Мостовая схема двухполупериодного выпрямителя

У этого выпрямителя 4 диода образуют 4 плеча выпрями­тельного моста. В одну диагональ включен источник «€/, а в другую - сопротивление нагрузки. Для мостовой схемы справедливы все соотношения для двухполупериодного вы­прямителя .

15.3. Порядок выполнения работы

1. Внешняя характеристика выпрямителя снимается сле­дующим образом: В1 отключают и измеряют Uoxx. Реостат подключают и, изменяя положение его движка, измеряют I₀,U₀. Измерения заканчиваются при значении тока I_ПРmax.

2. Измерение и наблюдение U_2m, U₀, U_oбpmax производят с помощью осциллографа. Ручку "Усиление" установить в крайнее правое положе­ние. Делитель "V/дел " установить в положение "10". Руч­кой "↨" установить линию развертки в середине шкалы эк­рана. Ручку "частота плавно" установить в крайнее правое положение. Делителем "В/дел" скорректировать напряжение. После установки ручек в требуемое положение переключателя измеряемого сигнала установить в положение " ≈ ". Иссле­дуемый сигнал подается на разъем "Y" осциллографа. Для определения U₂ осциллограф подключить ко вторичной об­мотке, U_oбpmax к диоду, U₀ - к нагрузке. Для определения исследуемого напряжения U₀ переключа­тель "Y" установить в положение " ". Величина исследуемого напряжения определяется как произведение цены деления "V/дел " на количество делений сигнала на экране. Частота пульсаций определяется как f = 1/T,где Т - период пульсаций (сигнала). Период пульсаций измеряют по изображению сигнала на­пряжения на экране осциллографа, используя формулу Т = А п, (15.12)

где А - цена делений делителя, "F/дел", n - число делений в периоде.

15.3. Определение коэффициента пульсаций

Осциллограф подключают к нагрузке. Измеряют величину амплитуды первой гармоникиU_01m, и рассчитывают коэффици­ент пульсаций g = U_01m/U₀

15.4. Исследование однополупериодного выпрямителя

1. Соберите схему рис.15.4.

2. Реостатом R_H установите расчетное значение iocp-

Измерьте вольтметром I_0CP. Снимите внешнюю характеристи­ку выпрямителя.

3. Осциллографом измерьте U₂,U_o6p, U_01m интервал прово­димости диода, частоту сети и частоту пульсаций, зарисуй­те на кальку осциллограммы с указанием величин всех пара­метров.

15.4. Схемы для исследования однополупериодного и мостового выпрямителей

15.5. Исследование мостового неуправляемого выпрямителя

1. Соберите схему по рис.15.5.

Реостатом R_H установить рассчитанное значение I_0cp. Из­мерьте вольтметром U_0CP, U₂. Снимите внешнюю характеристи­ку.

2. Осциллографом измерьте U₂, U_ОБРmax, U₀, U_m, частоту сети и частоту пульсаций. Зарисуйте полученные осцилло­граммы с указанием величин всех измерительных параметров.

15.6. Обработка результатов измерений

1. Определите коэффициент пульсаций для однополупериодного и мостового выпрямителей по формулам: q = U_m/U₀, где U_m - амплитуда переменной составляющей напряжений на нагрузке; U₀ - постоянная составляющая напряжения на нагруз­ке;

2. Постройте внешние характеристики мостового выпрями­теля.

3. Постройте и сравните внешние характеристики однополупериодного и мостового выпрямителей.