Лабораторная работа № 3 исследование однофазных выпрямителей

Цель работы – ознакомиться с принципиальными схемами и исследовать работу однополупериодной, двухполупериодной со средней точкой и мостовой схем выпрямителей; оценить влияние емкостного сглаживающего фильтра на форму выходного напряжения.

Используемое оборудование:

• испытательный стенд со схемами выпрямителей;

• двухканальный осциллограф;

• сетевой понижающий трансформатор;

• цифровой вольтметр.

Программа работы

1. Изучите принципиальную схему однополупериодного выпрямителя (рис.2.1.). Присоедините ко входу схемы вторичную обмотку понижающего трансформатора (~220/6 В). К выходу схемы присоедините участок стенда, содержащий набор резисторов нагрузки и конденсаторы фильтра.

С помощью осциллографа снимите и зарисуйте осциллограммы работы выпрямителя на активную нагрузку (R_н = 620 Ом, конденсатор фильтра С отключен) для следующих величин:

• входного напряжения U_вх;

• выходного напряжения U_н;

• напряжения на диоде U_VD;

• тока нагрузки I_н.

Рис.3.1

С помощью цифрового вольтметра измерьте следующие напряжения:

• действующее значение входного напряжения U_вх;

• среднее значение выходного напряжения U_н.

Падение напряжения на диоде в прямом направлении U и максимальное обратное напряжение U_обр.max определите по осциллограмме падения напряжения на диоде U_VD.³ Общий вид осциллограммы приведён на рис. 3.2

Рис. 3.2

Средний ток нагрузки I_{н определяется расчетным путем:}

.

Проведите аналогичное осциллографирование и измерение вышеуказанных величин с подключенным конденсатором фильтра С (ключ S замкнут, рис.3.1). В дополнение к этим величинам снимите осциллограмму тока заряда конденсатора С (на резисторе R_ш).

По результатам измерений заполните соответствующие графы в табл.3.1.

Таблица 3.1

Схема выпрямителя	Активная нагрузка Rн=620 Ом					Активная нагрузка с емкостным фильтром С= 100 мкФ
	Uвх В	Uн В В	Iн мА мА	U В	Uоб В	Uвх В	Uн В	Iн мА	U В	Uоб В
Однополупериодная
Двухполупериодная со средней точкой трансформатора
Двухполупериодная мостовая

2. Изучите принципиальные схемы двухполупериодного выпрямителя со средней точкой трансформатора (рис.3.3) и мостового выпрямителя (рис.3.4.) и проведите исследования, аналогичные п.1.

Сравните одноименные осциллограммы и измеренные величины для разных схем выпрямителей между собой и оцените величины пульсаций напряжения на их выходах.

Рис.3.3

Рис.3.4

Сравните двухполупериодные схемы выпрямителей (рис.3.3 и 3.4) между собой и объясните их достоинства и недостатки с точки зрения выбора параметров диода и трансформатора, подтвердите своё объяснение результатами измерений.

Контрольные вопросы

1. Изобразите принципиальную схему выпрямителя и объясните принцип работы соответствующей схемы:

- однополупериодной;

- двухполупериодной со средней точкой трансформатора;

- двухполупериодной мостовой.

2. Какие достоинства и недостатки имеют каждая из вышеперечисленных схем выпрямителей?

3. Изобразите осциллограммы входного, выходного и падения напряжений на диоде для однополупериодной и двухполупериодной схем выпрямителей.

4. Объясните значения параметров пульсирующего напряжения при работе выпрямителя без сглаживающего фильтра.

5. Объясните назначение трансформатора в схеме выпрямителя.

6. Объясните назначение конденсатора сглаживающего фильтра С.

7. По каким параметрам подбираются диоды для различных схем выпрямителей?