Контрольні питання.

1. Що таке внутрішній фотоефект?

2. Поясніть різницю між конструкцією фото резистора та конструкцією фото діода.

3. Що таке «чутливість електронного приладу»?

4. Які існують режими роботи фотодіода і в чому полягає різниця між ними?

5. Що таке «принцип чорної скриньки»?

6. Що таке навантажувальна характеристика?

7. Назвіть області використання фотодіодів та фоторезисторів.

8. В яку фізичну величину перетворює світловий потік фотодіод у фотогенераторному режимі?

9. В яку фізичну величину перетворює світловий потік фотодіод у фотоперетво-рювальному режимі?

Лабораторна робота №6 Дослідження малопотужного джерела живлення

Мета роботи: вивчити схеми однофазних джерел живлення при різних навантаженнях; дослідити роботу згладжуючих фільтрів.

Стислі теоретичні відомості.

Більшість електронних вузлів промислової, транспортної, медичної, побутової техніки потребує живлення постійним струмом. Державна ж енергетична мережа постачає змінний струм. Тому існує велика потреба у електронних пристроях, які перетворюють змінний струм в постійний. Пристрої ці мають назву джерел постійного струму або джерел живлення. ЦІ джерела, в яких виконується перетворення змінного струму в постійний, виконують три технічних дії: трансформацію напруги, випрямлення та фільтрацію.

Зазвичай сучасні електронні системи потребують живлення постійним струмом з наругою, яка не перевищує 30В. Значення напруги в державній мережі – біля 220В. Через це виникає потреба у зменшенні значення напруги. Найбільш ефективний технічний засіб для цього – трансформатор.

Пристрої, які виконують випрямлення тобто перетворюють напругу змінного струму в пульсуючу напругу , мають назву випрямлячів. Будуються вони на електронних приладах з односторонньою провідністю – напівпровідникових діодах.

Розрізняють однонапівперіодні та двонавпівперіодні випрямлячі.

Схема однонапівперіодного випрямляча та часові діаграми його роботи представлені на рис.6.1. На вході випрямляча діє змінна напруга U_Х, на виході діє пульсуюча напруга U_Y. З часової діаграми видно, що струм по навантаженню R тече протягом лише одного напівперіода вхідної напруги.

Між вхідною та вихідною напругами існує залежністьU_Y = 0,45 U_X.;

Рис. 6.1

Схема двонапівперіодного випрямляча та діаграми його роботи – на рис.6.2.

З діаграми видно, що струм по навантаженню протікає протягом обох на –півперіодів вхідної напруги. Для цього випрямляча залежність між U_Y та U_X така:

U_Y = 0,9 U_X.

Струм, випрямлений однонапівперіодним або двонапівперіодним випрямлячем не може вважатися постійним. Його значення безперервно змінюється у часі. Такий струм може бути названий пульсуючим або ще знакопостійним.

Можна представити напругу пульсуючого струм як таку, що складається з двох різних складових частин: постійної (рис. 6.3.а) та змінної (рис. 6.3.б). Якщо ці складові напруги скласти, матимемо напругуU_Y, вказану на рис. 6.2.

Рис. 6.3

Тому кажуть, що пульсуюча напруга має дві складові – постійну U_C та змінну U_A.

Відношення змінної складової до постійної носить назву коефіцієнта пульсації

K_П = .

Постійний струм – це такий, в якого змінна складова дорівнює нулеві.

Отже, щоб перетворити випрямлений струм у постійний, слід видалити змінну складову. Для цього існують спеціальні електронні вузли – фільтри, які включаються в схему між випрямлячем та навантаженням.

Конструкція лабораторного стенда дає можливість використати різні фільтри: ємнісний (рис. 6.4.а), індуктивно-ємнісний Г-подібний (рис. 6.4.б) індуктивно-ємнісний П-подібний (рис. 6.4.в).

Зміст лабораторної роботи полягає в тому, щоб за допомогою осцилографа спостерігати форму випрямленої напруги та за допомогою цифрового вольтметра визначить, як різні фільтри наближують випрямлений струм до постійного або, інженерною мовою, – як впливає конструкція фільтра на коефіцієнт пульсації.

Рис. 6.4

Порядок виконання роботи.

1. Виконати підготовку до лабораторної роботи.

2. Зібрати схему двонапівперіодного випрямляча (рис. 6.5).

3

Рис. 6.5

. Спостерігати за допомогою осцилографа вихідну напругу випрямлячап. Накреслити осцилограми напруги на навантаженні при величині струму .

4. Виміряти за допомогою цифрового вольтметра змінну і постійну складові напруги на навантаженні при струмі навантаження . Обчислити коефіцієнт пульсацій випрямленої напруги:

,

де U_~m – амплітуда змінної складової вихідної напруги.

5. Зібрати схему для дослідження випрямляча з ємнісним фільтром (рис.6.6).

6. Виконати дослідження відповідно до пп. 3 та 4 для випрямляча з ємнісним фільтром.

7. Зібрати схему з індуктивно-емнісним Г-подібним фільтром (LC-фильтр), представлену на рис. 6.7.

Рис. 6.6

Рис. 6.7

8. Провести дослідження за програмою, вказаною в пп. 3, 4 даного розділу.

9. Зібрати схему з П-подібним LC-фильтром (рис. 6.8), виконати дослідження відповідно до пп. 3,4 даного розділу.

Рис. 6.8

10. Зробити висновки по роботі.