Обработка результатов измерений и оформление отчёта

1. Составьте для интервалов заряда и разряда конденсатора соответственно две схемы замещения изученной цепи. Диод VD при этом замените идеальным ключом.

2. По результатам измерений в пп. 3–4 изобразите эпюры напряжений u_C(t) и e(t) на одном графике.

3. Сравните характер изменения напряжения u_C(t) при различных значениях ёмкости С. Опишите влияние ёмкости С на величину пульсаций напряжения в нагрузке.

4. Используя результаты измерений по п. 5, опишите влияние частоты f на величину пульсаций напряжения в нагрузке.

5. Используя второе правило Кирхгофа и результаты измерений по п. 3, вычислите значения напряжения на диоде u_Д(t) для нескольких точек и постройте соответствующий график.

6. На этот же график нанесите эпюру тока диода, построив её по результатам измерений напряжения u_R0(t). Сопоставляя эпюры тока диода и напряжения на его зажимах, определите и отметьте на графике интервалы времени, соответствующие открытому и закрытому состояниям диода.

Контрольные вопросы

1. Опишите влияние ёмкости конденсатора С и частоты f гармонического воздействия на характер изменения напряжения u_RC(t).

2. Поясните роль диода и конденсатора в изученном выпрямителе.

3. Опишите характер преобразования напряжения в выпрямителе.

4. Укажите способы уменьшения пульсаций напряжения в нагрузке.

5. Изобразите качественно эпюру напряжения на резисторе R при отключенном конденсаторе C.

6. Сравните значения частот источника ЭДС и пульсаций напряжения в нагрузке.

7. Укажите недостатки и область применения однополупериодных выпрямителей.

Лабораторная работа № 11 двухполупериодный мостовой выпрямитель

Цель работы: изучение схемы и принципа действия двухполупериодного выпрямителя.

Краткие теоретические сведения

В этой лабораторной работе Вы изучите работу более сложного выпрямителя – двухполупериодного с мостовой схемой включения диодов. Его схема дана на рис. 7.

Рис. 7. Схема выпрямителя

Цепь находится под воздействием гармонической ЭДС e(t). Диоды VD1, VD3 под действием ЭДС e(t) при положительном полупериоде переходят в открытое состояние. При этом вторая пара диодов VD2, VD4 будет находиться в запертом состоянии. При отрицательном полупериоде ЭДС диоды VD1, VD3 перейдут в запертое состояние, а диоды VD2, VD4 – в открытое. В обоих случаях ток источника протекает через резистор нагрузки R в одинаковом направлении. В результате этого на нагрузке образуется однополярное пульсирующее напряжение. Частота пульсаций этого напряжения в два раза больше частоты источника ЭДС.

Графики мгновенных значений напряжений на элементах цепи даны на рис. 8.

Рис. 8. Эпюры напряжений на элементах выпрямителя (частота f = 50 Гц):

e(t) – гармоническая ЭДС; u_R(t) – напряжение на резисторе (конденсатор отключен)

Программа выполнения работы

1. Соберите цепь, схема которой изображена на рис. 7. Номинальные значения элементов и параметры источников указаны в табл. 6. Обратите внимание на полярность подключения диодов.

Таблица 6

№ подгруппы / № бригады	R, кОм	С, мкФ	F, Гц	Em, В
1/1	0,47	1,00	250	5,0
1/2	0,68	1,00	200	6,0
1/3	1,00	1,00	200	7
1/4	2,20	0,22	280	8,0
2/1	0,33	1,00	300	4,5
2/2	0,47	1,00	250	5,5
2/3	0,68	1,00	200	6,5
2/4	1,00	0,22	500	7,5

2. Установите заданные в табл. 6 амплитуду E_m и частоту f генератора гармонической ЭДС. Подключите первый канал осциллографа в соответствии со схемой. Установите переключатель «AC-GND-DC» канала осциллографа в положение «DС», а регулятор чувствительности «V/DIV» установите в положение 1V. Снимите эпюру напряжения на конденсаторе, измеряя его мгновенные значения в нескольких характерных точках. Определите частоту пульсаций напряжения на конденсаторе. Эпюры приведите в отчёте.

3. Подключите параллельно конденсатору С ещё один конденсатор с ёмкостью С₁10C. Снимите эпюру напряжения на конденсаторе, фиксируя мгновенные значения напряжения в нескольких точках. Обратите особое внимание на уменьшение «амплитуды» пульсаций напряжения в нагрузке. После снятия эпюры дополнительный конденсатор удалите из цепи.

4. Отключите конденсатор и повторите измерения по п. 2. После этого верните конденсатор на прежнее место.

5. Изменяя частоту f гармонической ЭДС в диапазоне f/2…2∙f, выясните её влияние на характер зависимости напряжения u_C(t).

6. Удалите из схемы один любой диод и повторите снятие осциллограмм напряжения u_C(t).