Лаб2 / 2

_{МИНОБРНАУКИ РОССИИ}

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедр САПР

отчет

по лабораторной работе №2

по дисциплине «Схемотехника»

Тема: Выпрямители токов.

Студенты гр. 0392		Стаськова А.Р.
		Частухин Д.А.
		Иванов С.К.
Преподаватель		Андреев В.С.

Санкт-Петербург

2022

Цель работы.

Ознакомиться с принципами работы полупроводниковых диодов и экспериментально исследовать их основные характеристики на примере схем однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей.

Задачи:

1. Построить компьютерные модели однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей в среде NI Multisim;

2. Исследовать реакцию моделей при подаче на их вход синусоидального сигнала с помощью виртуального осциллографа;

3. Модифицировать схему двухполупериодного выпрямителя путем включения в цепь фильтра нижних частот, повторить пункт 2;

4. Собрать схемы однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей из реальных компонентов на макетной плате учебной станции NI ELVIS;

5. повторить пункты 2,3 со схемами однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей, используя осциллограф учебной станции NI ELVIS;

6. сравнить осциллограммы компьютерных моделей и сконструированных схем, проанализировать параметры выходного сигнала, сформировать рекомендации по выбору номинала конденсатора, используемого в качестве фильтра нижних частот;

7. Сделать выводы по проделанной работе.

Теоретические сведения.

Диодный мост — электрическое устройство, предназначенное для преобразования («выпрямления») переменного тока в пульсирующий (постоянный).

Полупроводниковый диод или просто диод представляет из себя радиоэлемент, который пропускает электрический ток только в одном направлении и блокирует его прохождение в другом направлении.

Условное обозначение диода на схемах

ВАХ диода

Однополупериодный выпрямитель – это схема, которая позволяет только одной половине синусоиды переменного напряжения достичь нагрузки, давая на ней в результате неизменяющуюся полярность.

Двухполупериодный выпрямитель — устройство или контур, проводящий ток в течение обеих половин цикла переменного тока. Двухполупериодный выпрямитель состоит из трансформатора с центральным отводом вторичной обмотки, двух диодов и сопротивления нагрузки.

Экспериментальные результаты и обработка результатов эксперимента.

1. Построили компьютерные модели однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей в среде NI Multisim (рис. 1, рис. 2).

Рис. 1 Однополупериодный выпрямитель тока

Рис. 2 Двухполупериодный выпрямитель тока

2. Исследовали реакцию моделей при подаче на их вход синусоидального сигнала с помощью виртуального осциллографа (рисю 3 и рис. 4).

Рис. 3 Реакция однополупериодного выпрямителя тока.

Рис. 4 Реакция двухполупериодного выпрямителя тока

3. Модифицировать схему двухполупериодного выпрямителя путем включения в цепь фильтра нижних частот, подобрали оптимальную емкость конденсатора для лучшей работы выпрямителя (рис 5).

Рис. 5 Двухполупериодный выпрямитель тока с фильтром нижних частот.

Рис. 6 Реакция двухполупериодного выпрямителя тока с фильтром нижних частот.

4. Собрали схемы однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей из реальных компонентов на макетной плате учебной станции NI ELVIS и провели аналогичные исследования.

Рис. 7 Осциллограмма полупериодного выпрямителя тока.

Рис. 8 Осциллограмма двухполупериодного выпрямителя тока.

Рис. 9 Осциллограмма двухполупериодного выпрямителя тока с фильтром нижних частот.

Из осциллограмм видно, что реальные схемы несколько отличаются от смоделированных, что обусловлено погрешностями номиналов диодов и резисторов, а также неточностью оборудования.

Далее обозначены: пиковое значение выходного напряжения модели, – пиковое значение выходного напряжения собранной схемы.

Выпрямитель
Однополупериодный
двухполупериодного
Двухполупериодный с конденсатором

Рассчитаем мощности.

Таким образом мощность потерь составила , что говорит о низкой эффективность выпрямителя.

Лучше всего себя показал конденсатор ёмкостью , при этом выходной сигнал с точностью до погрешности как в смоделированной, так и в реальной схемах.

Вывод.

Ознакомились с принципами работы полупроводниковых диодов и экспериментально исследовали их основные характеристики на примере схем однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей.