Изучение двухполупериодного выпрямителя без фильтра

1. Установите переключатель S1 в верхнее положение. Наблюдайте осциллограмму двухполупериодного выпрямления.

2. По вольтметру измерьте среднее значение выпрямленного напряжения U_ср = _______ В. Очевидно, что это напряжение должно быть в 2 раза больше, чем в однополупериодной схеме, так как за время в интервале от 0 до 2 на нагрузке наблюдаются две полусинусоиды тока.

3. Сравните теоретические соотношения напряжений с экспериментальными данными:

(теор.). _______ (эксп.).

4. Используя вольтметр и миллиамперметр на лицевой панели лабораторной установки, измерьте внешнюю (нагрузочную) характеристику выпрямителя U_CP = f(I_CP) – зависимость среднего выходного напряжения на нагрузке от среднего тока нагрузки. Поскольку в данном случае напряжение на нагрузке изменяется незначительно, то при помощи резистора R_H2 = 100 Ом следует провести измерения для 3 точек: минимального и максимального тока, а также тока в середине диапазона, установив по вольтметру удобное для отсчёта значение напряжения. Результаты измерений занести в таблицу 1 и на график (рисунок 2).

Т аблица 1

UCP, В	ICP, мА

Изучение однополупериодного выпрямителя с фильтром

Ёмкостный фильтр хорошо сглаживает пульсации выпрямленного напряжения, если его индуктивное сопротивление во много раз меньше сопротивления нагрузки Х_С = 1/С << R_Н. Сопротивление нагрузки данной лабораторной установки может изменяться в пределах от 20 до 120 Ом. А индуктивные сопротивления конденсаторов, рассчитанные для частоты 50 Гц, составляют:

Х_С(500 мкФ) = 6,37 Ом. Х_С(4500 мкФ) = 0,71 Ом.

1. Установите переключатели S1, S3 и S4 в нижнее положение, а переключатель S2 – в верхнее. В этом случае к однополупериодной схеме выпрямителя подключается конденсатор фильтра С1 = 500 мкФ. Изменяя ток нагрузки, по осциллограмме убедитесь, что данный конденсатор плохо сглаживает пульсации тока, поскольку его индуктивное сопротивление сравнимо с активным сопротивлением нагрузки. Поэтому ёмкостные фильтры в основном применяются только для высокоомных нагрузок.

2. Уменьшить пульсации можно, подключив к схеме дополнительно второй конденсатор С2 = 4000 мкФ. При этом осциллограмма напряжения на нагрузке будет иметь вид, изображённый на рисунке 3. На осциллограмме видны пульсации напряжения с размахом U, амплитудой U/2 и периодом T_C/m, где m – число пульсаций за один период напряжения сети Т_С.

3. Сравните средние напряжения по вольтметру и осциллографу:

U_CP (V) =_____ B. U_CP (осц.) =_____ B.

4 . Используя вольтметр и миллиамперметр на лицевой панели лабораторной установки, измерьте внешнюю (нагрузочную) характеристику выпрямителя U_CP = f(I_CP) с фильтром С_ОБЩ = 4500 мкФ. Поскольку напряжение на нагрузке изменяется слабо, то при помощи резистора R_H2 = 100 Ом следует по вольтметру устанавливать удобные для отсчёта значения напряжения (например, с шагом 0,1 В), а затем по миллиамперметру записывать значение тока, соответствующее этому напряжению. Результаты измерений занесите в таблицу 2.

Одновременно для каждого тока (напряжения) в таблицу 2 следует записывать величину пульсации напряжения U (см. рисунок 3). Для увеличения точности измерения U вход осциллографа следует перевести в режим измерения переменного тока (~) и увеличить чувствительность входного усилителя осциллографа так, чтобы пульсации напряжения U занимали несколько клеток масштабной сетки экрана осциллографа.