СМОЛЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

_________________________________________________

Кафедра методики обучения математике, физике

и информатике.

Лабораторная работа

«Выпрямители.

Химические источники тока»

(Рабочая тетрадь)

Смоленск 2009

Методические указания по подготовке к лабораторной работе.

1. Изучите содержание лабораторной работы.

2. Рассмотрите приборы, с которыми будете работать.

3. Познакомьтесь с содержанием паспортов приборов:

ВС 4-12, ВС-24, ВУП.

4. Изучите теоретический материал по школьным и вузовским учебникам, необходимый для выполнения лабораторной работы:

а) гальванический элемент

б) аккумулятор

в) сглаживающие фильтры

г) однополупериодное выпрямление переменного тока

д) двухполупериодное выпрямление переменного тока

е) трансформатор.

5. Во время подготовки к работе особое внимание обратите на правила по технике безопасности (Т.Б.), необходимые при выполнении лабораторной работы:

. а) не включайте выпрямители, не проверив соответствие предохранителей в них напряжению питающей сети;

б) запрещается эксплуатировать выпрямитель при снятом кожухе;

в) запрещается оставлять выпрямители после окончания работы, включенными в сеть.

6. Познакомьтесь с правилами эксплуатации авометра по паспорту прибора (научитесь использовать его для измерения напряжения, силы тока и сопротивления).

Цели работы: 1. Познакомиться с устройством, принципом действия,

техническими данными и правилами эксплуатации

различных видов полупроводниковых выпрямителей.

2. Изучить устройство и принцип действия

гальванического элемента.

3. Изучить устройство и принцип действия аккумулятора.

Теоретическая часть. Выпрямители

При постановке различных демонстраций, лабораторных работ и физического практикума требуется постоянное напряжение. Для всех этих учебных целей промышленность выпускает полупроводниковые выпрямители как наиболее простые по своей конструкции и надежные в эксплуатации.

Широкое распространение в школьных физических кабинетах получили три вида селеновых выпрямителей: ВС-6, ВС-4-12, ВС-24 и универсальный выпрямитель ВУП.

Выпрямитель селеновый ВС-4-12 служит для преобразования переменного напряжения электросети 127 и 220 В с частотой 50 Гц в постоянное пульсирующее напряжение до 12 В при силе тока до 3 А.

Выпрямитель состоит из следующих основных частей (рис. 1 и 2): металлического корпуса 1, на дне которого установлен трансформатор понижающий 2, селеновых вентилей 3, щитка для предохранителей 4 и колодки для присоединения электрошнура с вилкой 8.

На передней панели выпрямителя смонтированы ручка переключателя напряжения 6, сигнальная лампа 7, тумблер включения прибора в сеть переменного тока 8, клеммы подключения нагрузки 9.

Принципиальная электрическая схема выпрямителя показана на рисунке 3.

В выпрямителе использована однофазная мостовая двухполупериодная схема. Наличие переключателя во вторичной цепи трансформатора позволяет получать различные выпрямленные напряжения от 4 до 12В (4,6,8, 10, 12В).

Выпрямитель комплектуется двумя плавкими предохранителями типа ПК – 30 0,5 А на 220 В и 1 А на 127 В.Завод выпускает выпрямители с установленным предохранителем на 220 В. Предохранитель на 127 В завернут в бумагу и привязан к контактному зажиму.

Помните, что нагрузка на выпрямитель не должна превышать 3 А!.

Выпрямитель селеновый ВС-24 - наиболее мощный из трех типов школьных селеновых выпрямителей. Он предназначен для получения постоянного напряжения до 24 В при максимальной силе тока 10 А. Кроме того, прибор позволяет получать переменное регулируемое напряжение от О до 30 В. Прибор предназначен для работы от сети переменного тока 127 или 220 В частотой 50 Гц. Потребляемая мощность выпрямителя при максимальной нагрузке вторичной цепи составляет 450 Вт.

Выпрямитель состоит из шасси , на котором установлены: понижающий трансформатор с сердечником тороидальной формы , селеновые вентили , щиток для предохранителей . На вертикальной панели установлены электроизмерительные приборы .

На передней панели прибора смонтированы вольтметр и амперметр для измерения постоянного тока, сигнальная лампа, ручка для плавного изменения снимаемого напряжения и две пары универсальных клемм для снятия выпрямленного и переменного напряжений (рис. 4)

В приборе использована мостовая схема для получения двухполупериодного выпрямления (рис.5).

Перед началом работы с прибором необходимо убедиться в исправности и правильности установки предохранителя. Следует помнить, что одновременно устанавливают только один предохранитель на 4 А для 127 В или на ЗА для 220 В. До подключения нагрузки ручку плавной регулировки снимаемого напряжения нужно переместить в нулевое положение шкалы.

Величины снимаемого постоянного напряжения и тока показывают измерительные приборы, вмонтированные в панели выпрямителя. Величина переменного напряжения ориентировочно определяется по шкале плавного регулятора.

При одновременном подключении к прибору нагрузок постоянного и переменного напряжений, суммарное значение силы тока не должно превышать 10 А.

Выпрямитель универсальный ВУП-2 (рис. 6)является универсальным источником выпрямленного высокого напряжения для питания всевозможных слаботочных радиотехнических цепей.

Принципиальная схема выпрямителя показана на рисунке 7.

Выпрямитель смонтирован на металлическом шасси, состоит из следующих основных частей:

1) блока питания—трансформатора мощностью 150 Вт, работающего от сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 127В и 220 В;

2) выпрямительного устройства на полупроводниковых мостах.

3) фильтра из дросселя и электролитических конденсаторов;

4) щитка предохранителя, состоящего из предохранителя П₁ в низковольтной цепи на силу тока в 1 А, и предохранителя П₂ в высоковольтной цепи на силу тока в 0,5 А.

Окно для доступа к щитку с предохранителями находится на задней стенке корпуса прибора;

5) пульта управления, расположенного на передней панели прибора.

Октальная панель, расположенная на передней части ВУП-2, служит для подключения питания генератору сантиметровых волн.

ВУП-2 предназначен для обеспечения пи­танием демонстрационных уста­новок в опытах по электричеству.

Прибор позволяет получить на выходных зажимах:

• выпрям­ленное напряжение 350 В при максимальной силе тока 220 мА;

• постоянное отфильтрованное на­пряжение 250 В при максималь­ной нагрузке 50 мА;

• регулируе­мое напряжение от 0 до 250 В постоянного тока до 50 мА;

• регу­лируемое напряжение от 0 до + 100 В и от 0 до —100 В по­стоянного тока до 10 мА;

• напряжение 6,3 В переменного тока до 3 A.

Перед включением выпрямителя в сеть переменного тока необходимо:

1. Проверить исправность и соответствие предохранителей напряжению сети.

2. Подключить к входным клеммам выпрямителя собранную электрическую схему.

3. Заземлить корпус прибора, для чего использовать клемму «общ».

4. Подключить выпрямитель к сети переменного тока.