МИНОБРНАУКИ РОССИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)

Кафедра МИТ

ОТЧЕТ

по лабораторной работе № 2

по дисциплине «ОЭиРМ»

ТЕМА: «ОДНОПОЛУПЕРИОДНЫЙ ДИОДНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ»

Студенты гр. фыв		фыв фыв
Преподаватель доцент кафедры МИТ		фыв

Санкт-Петербург

фыв

Цель работы:

Необходимо провести исследование диодного выпрямителя и диодного моста и сравнить результаты, полученные в ходе проведения работы. Так же необходимо исследовать характеристики стабилитрона и выпрямителя на его основе.

Краткие теоретические сведения:

Простейшим примером использования выпрямительных свойств диодов служит схема, представленная на рисунке 1.

Рис. 1 Схема, служащая примером использования выпрямительных свойств диодов

При действии положительного полупериода входного напряжения диод включен в прямом направлении, его сопротивление r << R1 и форма выходного сигнала повторяет форму входного сигнала. При действии отрицательного полупериода сигнала диод включен в обратном направлении, его сопротивление Rобр >> R1 и выходное напряжение практически равно нулю. Величина Rобр оценивается ориентировочно отношением Vобр к току насыщения Iобр. Для диода 1N4148 обратный ток составляет Iобр ≈ 7 ∙ 10^–9 А. При Vобр = 5 В сопротивление диода в обратном направлении равно Rобр = 5/(7∙10^–9) ≈ 700 ∙ 10⁶ Ом.

Однополупериодный диодный выпрямитель. Диодный мост. Стабилитрон и выпрямитель на его основе.

Вариант

Группа фыв

Пункт 2.1. Диод 1N4148 (диоды)

Пункт 2.2. Стабилитрон 1N3879 Диод 1N4148

V1 Генератор Sin

R1 (Ом)

V1 (V)

R1 (Ом)

V1 Генератор Sin смещение 0, шагов 5

R2 (Ом)

Фамилия Имя

Смещение (V)

Аплитуда (V)

Частота (H)

Аплитуда max (V)

Частота (H)

Шаг (V)

3

фыв

0

70

90

480

110

15

110

90

10

480

Задание на лабораторную работу №2

2.1. Исследование диодного выпрямителя

Рис. 2 Схема исследования диодного выпрямителя. включения диода

1. Окно заданий?

2. Как задали генератор?

Рис. 3 Графики зависимости напряжения источника сигнала от времени (синий), напряжения на выходе схемы от времени (красный), падения напряжения на диоде от времени (зелёный) Не удачная развертка графика по Х.

Определим падение напряжения на диоде V(D1), напряжение на резисторе V(R1) и рассчитаем ток в цепи: Im = V (R1) / R1. V(D1)= −69,622 В, V(R1)= 68,729 В, при R1=480 Ом, I = V (R1) / R1= 143,2 мА.

Выводы? Что наблюдаем, почему так? В положительную полуволну генератора и в отрицательную.

Рисунок 4 – Схема диодного моста

3. Окно заданий?

Рис 5 Графики зависимости напряжения источника сигнала от времени (синий), напряжения на выходе схемы от времени (красный), падения напряжения на диоде от времени (зелёный). Не удачная развертка графика по Х.

Определим падение напряжения на диоде V(D1), напряжение на резисторе V(R1) и рассчитаем ток в цепи I = V (R1) / R1. V(D1)= −68 В, V (R1)= 68 В, при R1=480Ом, получим I = V (R1) / R1= 141,7 мА.

Выводы? Что наблюдаем, почему так? В положительную полуволну генератора и в отрицательную. Как изменился ток? Почему он уменьшился?

2.2. Исследование вах стабилитрона и выпрямителя на его основе.

Рис. 6 Схема измерения ВАХ стабилитрона.

4. Окно заданий?

Рис. 7 Обратная ветвь ВАХ стабилитрона.

Напряжение стабилизации: V(D1)= -50,781 B

Выводы? Что наблюдаем, почему так? Что такое стабилитрон?

Рис 8 Схема выпрямителя со стабилитроном.

5. Окно заданий? Как задали генератор?

Рис. 9 Графики зависимости напряжения на источнике от времени (синий), напряжения на резисторе от времени (красный R1 и розовый R2), напряжения на диодах от времени (зелёный D1 и чёрный D2) при изменении амплитуды синусоидального сигнала.

V(V1), В	60	70	80	90	100	110
V(R1), В	7,7	17,6	27,2	36,4	46,8	56,4
V(D1), В	-59,4	-68,2	-77,1	-87,9	-95,9	-101,003
V(R2), В	50,746	50,785	50,808	50,825	50,842	50,856
V(D2), В	-50,746	-50,785	-50,808	-50,825	-50,842	-50,856

Таблица 1 Измеренные параметры. В какой период полуволны?

Вывод:

В ходе выполнения лабораторной работы было проведено исследование однополупериодного диодного выпрямителя, диодного моста и выпрямителя на основе стабилитрона. Анализ результатов показал, что однополупериодный выпрямитель эффективно преобразует переменный ток? в пульсирующий постоянный?, отсекая отрицательные полуволны входного сигнала, однако это приводит к значительным пульсациям выходного напряжения.

Диодный мост, в свою очередь, обеспечивает двухполупериодное выпрямление, что значительно снижает уровень пульсаций по сравнению с однополупериодным выпрямителем при той же амплитуде входного сигнала. А выходное напряжение?

Исследование характеристик стабилитрона выявило его способность поддерживать относительно стабильное напряжение на нагрузке при изменении входного напряжения, что продемонстрировано на графиках (Рис. 9) и в таблице 1, где напряжение на стабилитроне (V(D2)) изменяется незначительно (от -50,746 В до -50,856 В) при увеличении? входного напряжения (V(V1)) от 60 В до 110 В. Однако, при этом часть входного напряжения “гасится” (падает) на R1, зависимость напряжения на R1 от амплитуды синусоидального сигнала приведена в таблице 1.

График напряжения на резисторе R1 в выпрямителе со стабилитроном иллюстрирует сложный процесс, обусловленный совместной работой диодов и стабилитрона под воздействием переменного входного напряжения (V1). На начальном этапе, с ростом амплитуды V1, напряжение на R1 увеличивается, пока не достигнет значения, необходимого для включения стабилитрона в режим стабилизации сколько в В?. В этом режиме стабилитрон поддерживает относительно постоянное напряжение на нагрузке, ограничивая дальнейший рост напряжения на R1. Однако синусоидальная природа V1 приводит к тому, что в моменты уменьшения амплитуды входного сигнала стабилитрон временно выходит из режима стабилизации, вызывая падение напряжения на R1 близкое к напряжению генератора. Как только V1 вновь превышает пороговое значение, стабилитрон возвращается в режим ограничения, и напряжение на R1 снова стабилизируется. Этот циклический процесс, включающий рост, стабилизацию, падение и повторную стабилизацию напряжения на R1, отражает динамическое взаимодействие входного сигнала и характеристик стабилитрона, обеспечивающего стабильное напряжение на нагрузке R2, но приводящего к колебаниям на токоограничивающем резисторе R1. Это при положительном значении полуволны генератора. А при отрицательном? И что это за всплеск на R1 (минимум отрицательной полуволны генератора).

Таким образом, выпрямитель на основе стабилитрона позволяет получить стабилизированное выходное напряжение, что делает его более предпочтительным для питания чувствительных электронных схем, требующих стабильного напряжения, по сравнению с обычными диодными выпрямителями, хотя и за счет потерь энергии на гасящем резисторе. R1 или R2?

Исправляем, как написано в РЕКОМЕНДАЦИЯХ.

Присылаем Лаб 2-1….

Однополупериодный диодный выпрямитель. Диодный мост. Стабилитрон и выпрямитель на его основе.

Вариант

Группа фыв

Пункт 2.1. Диод 1N4148 (диоды)

Пункт 2.2. Стабилитрон 1N3879 Диод 1N4148

V1 Генератор Sin

R1 (Ом)

V1 (V)

R1 (Ом)

V1 Генератор Sin смещение 0, шагов 5

R2 (Ом)

Фамилия Имя

Смещение (V)

Аплитуда (V)

Частота (H)

Аплитуда max (V)

Частота (H)

Шаг (V)

3

фыв

0

70

90

480

110

15

110

90

10

480

Задание на лабораторную работу №2