21

тиристором равным нулю. Убедиться, что в анодной цепи тиристора продолжает протекать ток.

V1 Uт VS VD

0...15 В

б)

Рисунок 9.7 – Схема измерения ВАХ тиристора: а) при Iу = 0; б) при Iу > Iотп

3.10Выключить, а затем снова включить тумблер S1. Убедится, что ток

ванодной цепи отсутствует.

3.11Тумблер второго источника «15 В» (источник в анодной цепи) переключить в нижнее положение. Установить ток в цепи управления тиристора большим тока отпирания. Изменяя напряжение, приложенное к анодной цепи, установить силу тока в анодной цепи равной 15 мА. С помощью потенциометра RП установить ток управления тиристором равным нулю. Уменьшая напряжение, приложенное к анодной цепи тиристора, зафиксировать минимальное значение силы тока IА, меньше которой произойдет запирание тиристора Iуд (сила тока скачком изменится

22

практически до нуля). Записать значение Iуд в отчет.

3.12Снять питание со стенда, для чего выключатели «СЕТЬ» используемых блоков перевести в положение «O». Разобрать схему эксперимента.

3.13Построить графики зависимостей IА = f(Uт.пр), Rзакр = f(Uт.пр) для тиристора в закрытом состоянии; IА = f(Uт.пр), Rоткр = f(Uт.пр) для тиристора в открытом состоянии при положительных анодных токах.

3.14Ответить на следующие вопросы:

−Как можно перевести тиристор в открытое состояние?

−Как соотносятся сопротивления тиристора в открытом и закрытом состояниях?

−Закроется ли открытый тиристор, если установить ток Iу равным

нулю?

−Как можно перевести тиристор в закрытое состояние?

4 Измерение электрических свойств и исследование работы варикапа в составе частотно-избирательной цепи

4.1 Собрать схему для исследования частотных зависимостей параллельного колебательного контура с электрически управляемым емкостным элементом – варикапом (рисунок 9.8). С помощью элементов управления стенда установить следующие режимы работы: первый мультиметр в режим измерения постоянного напряжения на пределе 20 В; на генераторе напряжений специальной формы (ГНСФ) переключатель «ФОРМА» установить в положение – синусоида. Выход «СИНХР» генератора напряжений специальной формы соединить со входом «1:1» осциллографа, тумблер «СИНХР.» осциллографа перевести в положение «·□». Подать питание на стенд, для чего выключатели «СЕТЬ» используемых блоков перевести в положение «I».

23

Рисунок 9.8 – Схема исследования частотных зависимостей параллельного колебательного контура с варикапом

4.2 Регулятором «ЧАСТОТА» установить частоту напряжения генератора равной 10 кГц, регулятором «АМПЛИТУДА» установить амплитуду напряжения Uвх.m равной 0,25 В (проконтролировать осциллографом). Установить управляющее напряжение Uу = 0.

4.3Плавно вращая ручку регулятора «ЧАСТОТА» генератора напряжений специальной формы, установить частоту, при которой амплитуда напряжения на резисторе R1 (UR1.m) будет минимальной (UR1.m0) – резонансная частота (f0). Занести в таблицу 9.7 измеренные значения.

4.4Изменяя частоту генератора, определить частоты соответствующие полосе пропускания параллельного колебательного контура (f1 < f0, f2 > f0). В полосе пропускания амплитуда напряжения на параллельном колебательном

контуре UR1.m составляет не более 2 UR1.m0 , определенной при резонансе.

Занести в таблицу 9.7 измеренные значения.

4.5Изменяя управляющее напряжение в диапазоне 0…9 В, повторить п.п. 4.3 и 4.4.

4.6Снять питание со стенда, для чего выключатели «СЕТЬ» используемых блоков перевести в положение «O». Разобрать схему эксперимента.

24

Таблица 9.7 – Исследования частотных зависимостей параллельного колебательного контура с варикапом

Измерения

Q= f(Uу) и Cвар = f(Uу).

4.9Ответить на следующие вопросы:

−Как ведет себя барьерная емкость варикапа при увеличении Uу?

−Во сколько раз изменилась барьерная емкость варикапа в эксперименте?

Содержание отчета, форма и правила оформления отчета по лабораторной работе

Каждый студент, выполнивший лабораторную работу, должен оформить отчет и предоставить его преподавателю.

Отчет должен содержать:

25

1Название и цель работы.

2Принципиальные схемы исследуемых цепей.

3Таблицы экспериментальных и расчетных данных.

4Графики зависимостей, полученных в результате эксперимента и

расчета.

5Выводы по результатам работы, в которых должна быть дана оценка исследуемых явлений, подтверждение в выполнении законов, объяснение характера кривых.

Отчет должен иметь титульный лист с указанием Ф.И.О. студента, номера группы и даты выполнения работы.

Вопросы для защиты работы

1.Пояснить, как образуется p-n-переход.

2.Свойства p-n-перехода, потенциальный барьер.

3.Виды полупроводниковых диодов, назначение, область применения, основные параметры и характеристики.

4.В чем отличие идеальной ВАХ полупроводникового диода от реальной?

5.Сравнить ВАХ германиевого и кремниевого полупроводникового диода.

6.Сравнить по температурным свойствам кремниевый и германиевый полупроводниковые диоды.

7.Что называют прямым и обратным включениями диода? Каковы их свойства?

8.Какой ток протекает через диод при его обратном включении и чем он вызван?

9.Какой ток протекает через диод при его прямом включении и чем он вызван?

10.Какое явление называется пробоем диода? Виды пробоя.

11.Что называют дифференциальным сопротивлением диода? Как экспериментально определить дифференциальное сопротивление стабилитрона?

26

12.Назначение стабилитронов, их отличие от выпрямительных диодов.

13.Сравнить ВАХ стабилитрона и выпрямительного диода.

14.В чем отличие стабистора от стабилитрона? Изобразите ВАХ стабистора.

15.Основные параметры и характеристики стабилитронов.

16.Как экспериментально снять ВАХ стабилитрона?

17.Нарисовать принципиальную схему параметрического стабилизатора и пояснить принцип его работы.

18.Нарисовать схему амплитудного ограничителя на стабилитроне и форму напряжения на его входе и выходе.

19.Каковы особенности вольт-амперных характеристик неуправляемого тиристора?

20.Какие составляющие токов протекают в управляемом тиристоре?

21.Какими способами можно включить и выключить тиристор?

22.Как меняется вольт-амперная характеристика управляемого тиристора при изменении напряжения на управляющем электроде?

23.Начертите схему включения тиристора для определения его параметров.

24.Какие полупроводниковые диоды называют варикапами?

25.Назначение варикапов, нарисовать пример применения варикапа, пояснить принцип его работы.

26.Перечислить основные параметры варикапов.

27.Как изменится емкость варикапа при увеличении обратного напряжения?

28.Можно ли использовать в качестве варикапа полупроводниковый диод?

29.Как экспериментально снять вольт-фарадную характеристику варикапа?

30.Как определить полосу пропускания колебательного контура?

27

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 10 (4 часа)

ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНЫХ И ТРЕХФАЗНЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ

Цель и содержание Цель работы: изучить принцип действия и основные характеристики

однофазных и трехфазных выпрямителей, ознакомиться с принципом действия и основными характеристиками сглаживающих емкостных фильтров.

Содержание работы:

1.Исследование однофазного однополупериодного выпрямителя при работе на активную и активно-емкостную нагрузку.

2.Исследование однофазного мостового выпрямителя при работе на активную и активно-емкостную нагрузку.

3.Исследование трехфазного выпрямителя с нейтральным выводом при работе на активную и активно-емкостную нагрузку.

4.Исследование трехфазного мостового выпрямителя при работе на активную и активно-емкостную нагрузку.

преобразования переменного тока источника электроэнергии (сети) в постоянный. Выпрямитель состоит из трансформатора, вентильной группы и сглаживающего фильтра (рисунок 10.1). Трансформатор (Тр) выполняет несколько функций: изменяет напряжение сети Uвх до значения U1 ,

необходимого для выпрямления, осуществляет гальваническую развязку нагрузки (Н) от сети, преобразует число фаз переменного тока. Вентильная группа (ВГ) преобразует переменный ток в пульсирующий. Сглаживающий фильтр (СФ) уменьшает пульсации выпрямленного напряжения (тока) до значения, допустимого для работы нагрузки H. Трансформатор Тр и сглаживающий фильтр СФ не являются обязательными элементами схемы

28

выпрямителя.

Рисунок 10.1 – Обобщенная структурная схема выпрямителя

Основными параметрами, характеризующими качество работы выпрямителя, являются:

– среднее (постоянное) значение выпрямленного (выходного) напряжения Uпост и токаIпост:

где Т – период изменения выходного напряжения (тока);

– коэффициент пульсаций p, равный отношению амплитуды напряжения

Вместо коэффициента пульсаций p часто используют коэффициент пульсаций по первой гармонике p1, равный отношению амплитуды первой

гармоники выходного напряжения к его среднему значению:

29

– коэффициент полезного действия

где Pтр, Pвг, Pф – мощности потерь в трансформаторе, в вентильной группе и сглаживающем фильтре соответственно.

б) Рисунок 10.3 – Схема однофазного мостового выпрямления

Работа выпрямителя (вентильной группы) основана на свойствах вентилей – нелинейных двухполюсников, пропускающих ток преимущественно в одном (прямом) направлении, в качестве которых обычно используют полупроводниковые диоды.

Наиболее распространенные схемы выпрямления представлены на