- •Лабораторна робота № 1
- •5 Послідовність виконання роботи:
- •6.2 Схема дослідження.
- •Лабораторна робота № 3
- •2 Апаратура та прилади: пеом, програма Electronics Worbench.
- •3 Схема дослідження:
- •4 Основні теоретичні положення:
- •5 Послідовність виконання роботи:
- •Лабораторна робота № 6
- •4 Основні теоретичні положення:
- •5 Послідовність виконання роботи:
- •6.2 Схема дослідження.
- •Лабораторна робота № 7
- •3 Схема дослідження:
- •4 Основні теоретичні положення:
- •5 Послідовність виконання роботи:
- •6.2 Схема дослідження.
- •Лабораторна робота № 8
- •3 Схема дослідження:
- •4 Основні теоретичні положення:
- •5 Послідовність виконання роботи:
- •6.2 Схема дослідження.
- •7 Контрольні питання:
- •8 Література:
- •Лабораторна робота № 9
- •3 Схема дослідження:
- •4 Основні теоретичні положення:
- •5 Послідовність виконання роботи:
- •6.2 Схема дослідження.
- •Лабораторна робота № 5
- •3 Схема дослідження:
- •4 Основні теоретичні положення:
- •5 Послідовність виконання роботи:
- •6.2. Схема дослідження.
- •7 Контрольні питання:
- •8 Література:
- •Лабораторна робота № 4
- •2 Обладнання:
- •3 Схема дослідження:
- •4 Основні теоретичні положення:
- •5 Підготовка до роботи:
- •6 Послідовність виконання роботи:
- •7.2 Схема дослідження.
- •8 Контрольні питання:
- •9 Література:
- •Лабораторна робота № 10
- •2 Апаратура та прилади: пеом, програма Electronics Worbench.
- •3 Схема дослідження:
- •4 Основні теоретичні положення:
- •5 Послідовність виконання роботи:
- •6.2 Схема дослідження.
8 Контрольні питання:
8.1. Що називається p-n-переходом.
8.2. Які ємності виникають в p-n-переході?
8.3. Від чого залежить бар'єрна ємність p-n-переходу.
8.4 В якості якого елемента використовують варикапи для електронної настройки коливальних контурів?
9 Література:
9.1 Васильєва Л.Д., Медеведенко Б.І., Якименко Ю.І. «Напівпровідникові прилади»: Підручник . – К.: ІВЦ «Видавництво «Політехніка»», 2003. – 388 с.
9.2 Інструкція по експлуатації вимірювача добротності.
9.3 Ю.П. Колонтаєвський, А.Г. Сосков, “Промислова електроніка та мікросхемотехніка: теорія і практикум.».- К.: «Каравела», 2004. – 368 с.
9.4 В.Ю. Лавриненко, «Справочник по полупроводниковым приборам. 10-е изд., перераб. И доп. – К.: Техника, 1984. – 424 с.
9.5 Мілих В.І., Шавьолкін О.О. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка: Підручник. За ред.. В.І. Мілих. – К.: Каравела, 2007. – 688 с.
Лабораторна робота № 10
Тема: Дослідження однофазних випрямлячів
1 Мета роботи: Дослідити зовнішні характеристики і визначити основні параметри однофазних випрямлячів. Зняти часові діаграми напруг випрямляча, визначити ступінь відмінності їх від теоретичних.
2 Апаратура та прилади: пеом, програма Electronics Worbench.
3 Схема дослідження:
3.1 Однонапівперіодна схема випрямлeння (рис.1)
3.2 Двонапівперіодная схема випрямлeння з нульовим виводом (основна) (рис.2)
3.3 Мостова схема випрямлення (рис.3)
Рис.1
Рис.2
Рис.3
Рис.4
Рис.5
Рис.6
4 Основні теоретичні положення:
Для живлення електронних пристроїв потрібна енергія постійного струму. Перетворення змінного струму в постійний здійснюється у випрямлячах. При аналізі роботи випрямних схем вентилі (діоди) і трансформатори вважають ідеальними, тобто вважають, що опір вентиля в прямому напрямі рівний нулю, а в зворотному безмежний, втрати енергії в обмотках трансформатора не відбувається.
Однонапівперіодна схема зображена на рис.1, часові діаграми, що пояснюють її роботу на активне навантаження – на рис. 4. Струм і напруга в навантаженні і0 (ωt) і u0 (ωt) мають пульсуючий характер.
Основні електричні параметри однонапівперіодної схеми випрямлення:
Um = √2 U2 - амплітудне значення напруги;
U2 = (π /√2)∙ U0 = 2,22 U0 - діюче значення напруги вторинної обмотки трансформатора;
U0 = Um / π - середнє значення випрямленої напруги;
Іm = Um / R - амплітудне значення струму на вторинній обмотці;
І2 = π ∙ I0 / 2 = 1,57 I0 – середнє значення випрямленого струму;
KТ = U1 / U2 – коефіцієнт трансформації;
КП = U0.Г.max / U0 – коефіцієнт пульсації, U0.Г.max – амплітуда основної гармоніки. U0.Г.max = (π / 2) ∙ U0 = 1,57 U0; КП = 1,57.
І1 = 2,21∙І0 / kТ - діюче значення струму в первинній обмотці;
Р1 = І1 ∙ U1; Р2 = І2 ∙ U2 - разрахункові потужності первинних і вторинних обмоток;
РТ = 1/2( Р1 + Р2) – типова потужність;
Uзв = Um - зворотна напруга;
f = fвх – частота напруги на вторинній обмотці трансформатора.
Великі пульсації, низька частота основної гармоніки випрямленої напруги (рівна частоті мережі), великі розміри трансформатора, викликані поганим використовуванням його обмоток і вимушеним намагніченням осердя постійною складовою випрямленого струму, а також велика зворотна напруга на вентилі є істотними недоліками цієї схеми, обмежуючими її використовування.
Більше застосування одержали двонапівперіодні випрямлячі з нульовим виводом (з середньою точкою) (рис.2), схема яких є поєднанням двох однонапівперіодних схем, що працюють на загальне навантаження, часові діаграми на рис.5. Вентилі відкриваються поперемінно на половину періоду, тому крива напруги на навантаженні по величині і формі повторює позитивні напівхвилі напруг u21 і u22 вторинних напівобмоток трансформатора.
Основні електричні параметри однотактної двонапівперіодної схеми випрямлення:
Um1 = π ∙ U0 / 2 = U21 ∙ 2√2/ π; U0 = 2∙U21 /π ; 0,9 U2;
Іm1 = 2∙ І2; І2 = Іm /2 = І 0 ∙ π /4; І1 = Іm1 / √2 kТ = 1,11∙ І0 / kТ;
kТ = U1 / 2 ∙ U21; КП = U0.Г.max / U0 ; U0.Г.max = 2/3U0 ; КП = 0,67;
Р1 = І1 ∙ U1; Р2 = І2 ∙ U21; РТ = 1/2( Р1 + Р2);
Uзв = 2√2 U21; f = 2∙fвх.
Зниження типової потужності і краще використовування трансформатора пояснюється відсутністю вимушеного підмагнічення осердя постійною складовою струму вторинної обмотки.
Середнє значення випрямленого струму і напруги в два рази більше, а пульсації значно менше, ніж у однонапівперіодних випрямлячів.
Недолік двонапівперіодной схеми з нульовою точкою полягає в труднощі виготовлення трансформатора з двома симетричними напівобмотками.
Цього недоліку позбавлена мостова схема випрямляння (рис.3), часові діаграми на рис.6.
Протягом першого напівперіоду напруги u2 вентилі VD1 i VD3 відкриті і в резисторі навантаження виникає струм і0 . В цей час вентилі VD2 i VD4 закриті. У інший напівперіод напруги вентилі VD1 i VD3 закриваються, а VD2 i VD4 відкриваються.
Струм по навантаженню протікає в тому ж напрямі, що і в перший напівперіод.
Часові діаграми роботи мостового випрямляча мають той же вигляд, що і діаграми роботи двонапівперіодного випрямляча з нульовим виводом. Виключення складає залежність uа (ωt), оскільки між анодом і катодом вентиля в непровідному напрямі прикладена напруга вторинної обмотки трансформатора, тобто Uзв max зменшується в два рази:
Uзв = U m = √2 U2 = π / 2 U0 ; U0 = √2 ∙ U2 / 2;
І2 = Іm /√2 = І 0 ∙ π /2√2 = 1,11 ∙ І 0; Іm = √2 ∙ І2 = 1,57 ∙ І 0;
kТ = 1,7.
Типова потужність трансформатора в мостовій схемі менше, ніж в інших схемах:
РТ = Р1 = Р2 = 1,23 Р0 .
Величини випрямлених напруг і струму, а також коефіцієнт пульсацій мають такі ж значення, що і в двонапівперіодної схемі з нульовим виводом.