2. Методические указания и порядок выполнения лабораторной работы

2.1. Исследование работы тиристорного усилителя в статических режимах Схема тиристорного усилителя представлена на рис.3 . Регулирование анодного тока ,а значит и мощности нагрузки, достигается путем изменения угла регулирования - а. В схеме реализован фазовый способ управления тиристором. Сущность способа состоит в том, что при изменении величины сопротивления резистора в цепи управления тиристора изменяется фаза вектора напряжения на емкости С1 . Этим достигается изменение момента времени открывания тиристора по отношению к моменту перехода через нуль переменного напряжения приложенного к тиристору. Это очевидно из следующих рассуждений. Для контура, образованного питающей сетью, резисторами R1, R2 и емкостью С1 справедливо уравнение:

U=U_C1+U_r (4)

Где- U_c1-вектор напряжения на емкости С₁: U_r=I_c*(R1+R2)-вектор напряжения на сопротивлении резисторов.

Ток, протекающий через конденсатор С₁

I_c=U/Z (5)

Где – Z=(R1+R2)+1/jw*С1- комплексное сопротивление последовательной цепи R1, R2. С1.

Фазовый угол на который ток I_c опережает напряжение сети определяется из выражения

Φ=-arctg1/2Πf*(R1+R2) C1 (6)

Напряжение на емкости U _с отстает от I_С на угол 90⁰ , а напряжение на Ur совпадает по фазе с током I_с. Векторная диаграмма изображена на Рис.4

Рис 3 Схема принципиальная элекрическая тиристорного усилителя мощности.

Рис.4 Векторная диаграмма токов и напряжений цепи R1 R2,C1

Из векторной диаграммы очевидно, что угол α , на который отстает вектор U_c от вектора U равен:

α=90⁰- φ (7)

Из выражения ( 6 ) следует , что изменяя величину R1 можно изменить величину угла φ, а значит и угол α.

При положительном полупериоде напряжения на емкости С1 , диод VD1 пропускает ток, который является током цепи управления I_У тиристора. Следовательно, изменяя угол регулирования α можно регулировать ток в нагрузке от 0 до максимально допустимого значения.

2.2. Порядок выполнения лабораторной работы

1. Собрать схему тиристорного усилителя, изображенную на рис.3,

2. Подать напряжение питания (включить тумблер SА2 , расположенный на лабораторном стенде).

3. Потенциометром R1 плавно изменять ток управления I_У от 0 до 100 мА . Черезкаждые 10 мА увеличения I_У регистрировать ток I_н и напряжение U_н нагрузки . 4. Результаты измерений занести в таблицу 1.

Таблица 1 Результаты снятия статической характеристики тиристорного усилителя

IУ,,мА
IУ,А
UН,В

5. По результатам измерений построить графики I_Н=f(I_У) и U_Н= f(I_У)

Обяснить полученные результаты.

2.3. Исследование схем операционных усилителей

1.Собрать схему инвертирующего включения ОУ согласно рис.5 .

2.Подать напряжение питания ( с помощью тумблера SА1,

расположенного на стенде).

3.Потенциометр R2 установить в 0 положение , а с помощью R12

установить-нуль по шкале вольтметра РУ2 .

4.Включить в цепь обратной связи сопротивление R6 = 1к0м , ручкой потенциометра R2 плавно изменять входное напряжение ОУ от О до

10 В и записывать показания вольтметра RV2 на выходе ОУ через

каждые 1В увеличения напряжения на входе усилителя.

Регистрировать значения входного напряжения с помощью вольтметра

РV1 .

5.Проделать аналогичный опыт при сопротивлении в цепи обратной связи R7 =10кОм и R8 - 100 кОм . Увеличивать входное напряжение следует при этом через каждые 0.1В и 0.01В, соответственно.

6.Результаты измерений занести в таблицу 2 . Определить коэффициент усиления К при различных значениях Rос.

7.Выключить тумблер SА1.

8.Собрать схему неинвертирующего включения ОУ , согласно рис.6.

9.Подать напряжение питания, включив тумблер SА1 , и повторить

пункты 3,4,5,6,7 для этой схемы включения ОУ .

10.Построить графики U_вых =f(U_вх) для различных схем включения ОУ при различных R_ос

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

• цель лабораторной работы;

• краткое описание принципа работы тиристорного усилителя мощности

и усилителей , собранных на операционных усилителях ;I

• схемы включений усилителей для лабораторных испытаний;

• таблицы экспериментальных данных;

• графики статических характеристик усилителей;

• краткие выводы о проделанной работе.

Результаты снятия статичес ких характеристик операционных усилителей. Табл. 2

Инвертирующий усилитель Uвх, В при (Roc = 1KOm) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Uвых, В Uвх, В при (Roc = 1KOm) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Uвых, В Uвх, В при (Roc = 1KOm) 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 Uвых, В Неинвертирующий усилитель Uвх, В при (Roc = 1KOm) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Uвых, В Uвх, В при (Roc = 1KOm) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Uвых, В Uвх, В при (Roc = 1KOm) 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 Uвых, В