ЭТ.Л.р.6.Выпрямители.В.2(4с.распознано)

Выпрямители

Задания к лабораторной работе № 6.

1. Подготовка к работе универсального осциллографа типа С1-70.

1.1. Установить органы управления в следующие положения: яркость - крайнее левое; множитель развёртки - «XI»; - среднее (оба «грубо» и «точно»); калибратор - «откл».

Усилитель дифференциальный (1У11):

«5V/ДЕЛ» - оба переключателя; входы «+» и «-» открытые - ; «УСИЛЕНИЕ» - крайнее правое (до щелчка) положение; - среднее.

Развертка сдвоенная (IP11):

«5mS/ДЕЛ»; синхронизация «СЕТЬ»; вход синхронизации открытый – « _» ; работает развертка « А »; режим « АВТ »; « УРОВЕНЬ » - среднее положение.

1.2. Включить тумблер « СЕТЬ » и прогреть прибор в течение 15 минут.

2. Монтажная схема и особенности при сборке схем выпрямителей.

Рис. 1. Вид монтажной панели для сборки выпрямителей.

Позиция R1 не используется, включить короткозамыкающую перемычку (КЗП);

позиция R2 - включение резисторов R_H;

выходное гнездо «3» не используется при измерениях U_H, чтобы исключить дополнительное падение напряжения на приборе РА.

3. Исследование однофазной однополупериодной схемы выпрямления.

3.1. На сменной панели стенда собрать установку (рис. 2):

позиционное обозначение трансформаторов на электрических принципиальных схемах:

ТА - трансформатор тока; TU - трансформатор напряжения.

Рис. 2. Установка для исследования принципа действия однополупериодного выпрямителя.

VD - диод КД103А - позиция VI; R_Н=9k1=9,1 кОм - позиция R2; КТ - контрольные точки (гнёзда) для подключения осциллографа; прибор РА закоротить проводом (рис.1).

Зарисовать осциллограммы на вторичной обмотке трансформатора (КТ1) (а), на R_Н (KT2) (б), при изменении полярности включения диода (в) с соблюдением фазовых соотношений сигналов и доказательством периодичности их изменения во времени (рис.3.) Для этого яркость луча ЭЛО установить в положение 1/2 - 2/3 оборота от крайнего левого положения до появления луча на экране ЭЛТ. Установить оптимальную фокусировку и

яркость луча, подключить соединительный кабель «вход +» (вывод корпуса прибора более длинный и темный цвет провода - в нижнюю шину, сигнальный вывод - в свободное гнездо этой же шины). Регулируя « », установить линию луча на среднюю горизонтальную линию шкалы экрана ЭЛТ (выбор нулевой линии шкалы - ось времени). Далее подключить сигнальный вывод кабеля к соответствующему контрольному гнезду исследуемой схемы (КТ1). Если осциллограмма с помощью ручки «УРОВЕНЬ» не останавливается (не становится неподвижной), то режим из «АВТ» переключить в «ЖДУЩ» и снова (при необходимости) вращать ручку «УРОВЕНЬ».

Если размах осциллограммы в КТ1 превышает размер экрана ЭЛТ по вертикали, то с помощью ручки «УСИЛЕНИЕ» (блок 1У11) уменьшите амплитуду сигнала до 8-ми делений и снова уточните положение нулевой линии. Затем сигнальный вывод переключите в КТ2 (рис.3 (б) и (в)).

Перед зарисовкой последней осциллограммы (рис. 3г) потребуется включить конденсатор фильтра (С_ф)=10 мкФ.

ВНИМАНИЕ!

Особенности подключения оксидных (старое название - электролитические) конденсаторов: на корпусе напротив одного из выводов конденсатора (или со стороны выводов) чаще всего ставится знак «+» как и на УГО в электрической принципиальной схеме. При несоблюдении полярности включения конденсатора токи утечки через тонкую оксидную пленку диэлектрика (за счет этого и достигается довольно значительная величина емкости при малых габаритах) возрастают, иногда довольно значительно. Это может привести к выходу из строя конденсатора.

В соответствии с рис. 4 необходимо включить диод VD и конденсатор С_ф в соответствующей полярности и зарисовать осциллограмму относительно нулевой линии.

3.2. Исследовать влияние тока нагрузки на коэффициент пульсаций (К_п) в схеме с емкостным сглаживающим фильтром (рис. 4).

Рис.4. Электрическая принципиальная схема установки для исследования однополупериодной схемы выпрямителя. N - осциллограф.

Собрать полную электрическую принципиальную схему установки (рис. 4).

Приблизительно предел измерения прибора PV рассчитывается исходя из того, что в момент действия положительного полупериода вторичной обмотки трансформатора, конденсатор С_ф заряжается до амплитудного значения этого полупериода (отсюда так же выбирается конденсатор С_ф по величине рабочего напряжения). Поэтому действующее значение источника ИСН1, равное 15 В, надо перевести в амплитудное значение. Пределы ожидаемой силы тока через нагрузку по прибору РА рассчитываются по формуле .

Заполнить нужные пункты таблицы..

Пункт измерений	Задано		РА	РV	ЭЛО		Вычислить
	Сф, мкФ	Rн, кОм	Iн, мА	Uн, В	Umin, В	Umax, В	Uпульс., В	U0, В	Кп
3.2	10	9,1
		3
		1
	50	9,1
		3
		1
5	50	9,1
		3
		1

Для определения осциллографических измерений необходимо ручку «УСИЛЕНИЕ» (блок 1У11) поставить в крайнее правое положение.

Для определения К_п с помощью ЭЛО сигнальный вывод кабеля снова подключить в шину подключения корпуса кабеля и переместить луч на нижнюю горизонтальную линию делений шкалы ЭЛТ (линия над точками), относительно которой будет производиться отсчёт напряжений U_max и U_min (рис. 5).

Рис. 5. Проведение измерений на экране осциллографа.

Напряжение пульсаций (переменной составляющей постоянного напряжения)

Напряжение постоянной составляющей изменяется от U_max до U_mjn по закону напряжения пульсаций, поэтому среднее за период значение U_о=U_min+U_пульс=U_max-U_пульс.

4. Исследование однофазной двухполупериодной схемы выпрямления со средней точкой.

Методика измерений аналогична п. 3.1. Собрать установку (рис. б) без С_ф. Зарисовать осциллограммы на обмотках трансформатора относительно средней точки (общ.), на нагрузке и на нагрузке с подключением С_ф. R_H подобрать такой величины, чтобы пульсации были заметны при подключении конденсатора С_ф=10 мкФ.

Рис.6. Электрическая принципиальная схема установки для исследования принципа действия двухполупериодной схемы выпрямителя со средней точкой.

Для определения фазовых соотношений на обмотках трансформатора используется дифференциальный вход ЭЛО (входы «+» и «-»), если нет режима синхронизации от сети.

Если на оба входа поданы сигналы, одинаково изменяющиеся во времени (синфазный сигнал) и равные по амплитудам, то результирующий сигнал в каждый момент времени будет равен нулю. Если же сигналы отличаются по форме или амплитуде (или одновременно по форме и амплитуде), то на экране ЭЛТ будет результирующий сигнал разницы между сигналами входа «+» и входа «-». В случае, если на входы поданы сигналы в противофазе (дифференциальный сигнал), результирующим сигналом будет сумма мгновенных значений напряжений этих сигналов по времени.

Подключить «ВХОД + » к верхнему выводу обмотки трансформатора и зарисовать осциллограммы. Затем подключить «ВХОД - » параллельно «ВХОДУ + » и пронаблюдать результирующий сигнал (синфазный).

Подключить «ВХОД - » к другой обмотке трансформатора. Сделать вывод о фазовых соотношениях сигналов относительно средней точки. Отключить «ВХОД + » и зарисовать осциллограмму.

5. Исследование однофазной двухполупериодной мостовой схемы выпрямления.

5.1. Собрать установку (рис. 7). Зарисовать осциллограммы на вторичной обмотке трансформатора (КТ1 и КТ2), на нагрузке без С_ф и с С_ф (КТЗ и КТ4).

Рис. 7. Установка для исследования мостовой схемы выпрямителя.

5.2. Исследовать влияние тока нагрузки на коэффициент пульсаций, заполнить таблицу для этого пункта измерений. Построить общий график зависимости К_п(I_Н) - по пунктам заданий и, сравнивая их, сделать выводы.

Примечание: при измерении К_п может возникнуть проблема с определением амплитуды переменной составляющей в случае, когда величина постоянной составляющей много больше, чем переменная. Для этого достаточно установить тумблер выбора входа осциллографа в положение «~» (закрытый вход) и, изменяя положение переключателя «V/ДЕЛ» в сторону меньших значений, провести измерение амплитуды переменной составляющей более точно.