У становить значение резистора: R_d = 100 Ом.

Рис. 2.4

• После проверки собранной схемы запустить моделирование ее работы.

• Установить на экране осциллографа:

- чувствительность 100 В/дел (100 V/div) канала А;

- визирную линию «2» приближенно на максимальное значение исследуемого сигнала, а линию «1» - на минимальное значение сигнала (рис. 2.5).

Рис. 2.5

• Зарисовать с экрана осциллографа форму напряжений.

• Измерить амплитуду выпрямленного напряжения U_mв и полученное значение и показания всех приборов записать в табл. 2.3.

• Остановить моделирование после снятия показаний.

Таблица 2.3

Внешняя характеристика однополупериодного выпрямителя

Измерение 2  4

• Запустить моделирование.

• Изменяя сопротивление нагрузки R_d от 70 до 10 Ом при неизменном напряжении сети измерить амплитуду выпрямленного напряжения U_mв.

• Полученные значения и показания всех приборов записать в табл. 2.3.

• Остановить моделирование после снятия показаний.

Задание 6

С обрать на рабочем поле среды Multisim 10 схему однофазного мостового выпрямителя (рис. 2.6).

Рис. 2.6

Для этого:

1. Удалить диод D1, вольтметр V1 и амперметр А1 из предыдущей схемы.

2. Разомкнуть ключ A - отключить емкость С1.

3. «Перетащить» на рабочее поле:

• из библиотеки Diodes инструментальной панели компонентов диодный мост 1В4В42;

• из библиотеки базовых компонентов Basic: - катушку индуктивности L1;

• из библиотеки Basic инструментальной панели компонентов - ключ J2.

4. Установить индуктивность катушки L = 1 Гн.

5. Обозначить ключ J2 (закладка Value) буквой В.

6. Установить значение резистора: R_d = 100 Ом.

7. Замкнуть ключ В – отключить катушку индуктивности L1.

8. Соединить между собой все элементы и приборы, находящиеся на рабочем поле.

Задание 7

Снять внешнюю характеристику однофазного мостового выпрямителя при работе на чисто активную нагрузку.

Измерение 1

• После проверки собранной схемы запустить моделирование ее работы, нажав кнопку .

• Открыть лицевую панель осциллографа.

• Установить на экране осциллографа:

- чувствительность 50 В/дел (50 V/div) канала А;

- визирную линию на экране осциллографа приближенно на максимальное значение исследуемого сигнала.

• Зарисовать с экрана осциллографа форму напряжений (рис. 2.7).

• Измерить амплитуду выпрямленного напряжения U_mв. Полученное значение и показания всех приборов записать в табл. 2.4.

• Остановить моделирование после снятия показаний.

Рис. 2.7

Таблица 2.4

Внешняя характеристика двухполупериодного выпрямителя

Измерение 2  5

• Запустить моделирование.

• Изменяя сопротивление нагрузки R_d от 70 до 10 Ом при неизменном напряжении сети измерить амплитуду выпрямленного напряжения U_mв.

• Полученные значения и показания всех приборов записать в табл. 2.4.

• Остановить моделирование после снятия показаний.

Задание 8

Снять внешнюю характеристику однофазного мостового выпрямителя при работе на активно-индуктивную нагрузку (сглаживающий фильтр типа «L»).

Рис. 2.8

Измерение 1

• Разомкнуть ключ В - подключить катушку индуктивности L1 (рис. 2.8).

• Установить значение резистора: R_d = 100 Ом.

• Удалить провода соединяющие канал А осциллографа со схемой.

• После проверки собранной схемы запустить моделирование ее работы.

• Открыть лицевую панель осциллографа. Зарисовать с экрана осциллографа форму напряжений.

• Установить на экране осциллографа визирную линию «2» приближенно на максимальное значение исследуемого сигнала, а линию «1» - на минимальное значение сигнала (рис. 2.9).

Рис. 2.9

• Измерить амплитуду выпрямленного напряжения U_mв. Полученное значение и показания всех приборов записать в табл. 2.5.

• Остановить моделирование после снятия показаний.

Таблица 2.5

Внешняя характеристика двухполупериодного выпрямителя

Измерение 2  4

• Запустить моделирование.

• Изменяя сопротивление нагрузки R_d от 70 до 10 Ом при неизменном напряжении сети измерить амплитуду выпрямленного напряжения U_mв.

• Полученные значения и показания всех приборов записать в табл. 2.5.

• Остановить моделирование после снятия показаний.

Задание 9

Снять внешнюю характеристику однофазного мостового выпрямителя при работе на активно-емкостную нагрузку (сглаживающий фильтр типа «С»).

Измерение 1

• Замкнуть ключ В - отключить катушку индуктивности L1.

• Замкнуть ключ А - подключить батарею конденсаторов С1 (рис. 2.10).

• Установить значение резистора: R_d = 100 Ом.

Рис. 2.10

• После проверки собранной схемы запустить моделирование ее работы.

• Открыть лицевую панель осциллографа.

• Зарисовать с экрана осциллографа форму напряжений.

• У становить на экране осциллографа визирную линию «2» приближенно на максимальное значение исследуемого сигнала, а линию «1» - на минимальное значение сигнала (рис. 2.11).

Рис. 2.11

• Измерить амплитуду выпрямленного напряжения U_mв. Полученное значение и показания всех приборов записать в табл. 2.6.

• Остановить моделирование после снятия показаний.

Таблица 2.6

Внешняя характеристика двухполупериодного выпрямителя

Измерение 2  4

• Запустить моделирование.

• Изменяя сопротивление нагрузки R_d от 70 до 10 Ом при неизменном напряжении сети измерить амплитуду выпрямленного напряжения U_{m в}.

• Полученные значения и показания всех приборов записать в табл. 2.6.

• Остановить моделирование после снятия показаний.

Задание 10

Снять внешнюю характеристику однофазного мостового выпрямителя при работе на активно-индуктивно-емкостную нагрузку (сглаживающий фильтр типа «LС»).

Измерение 1

• Разомкнуть ключ В - подключить катушку индуктивности L1 (рис. 2.12).

• С оединить канал А осциллографа со схемой.

• Установить значение резистора: R_d = 100 Ом.

Рис. 2.12

• После проверки собранной схемы запустить моделирование ее работы.

• Открыть лицевую панель осциллографа.

• Зарисовать с экрана осциллографа форму напряжений.

• Установить на экране осциллографа:

- чувствительность 50 В/дел (50 V/div) канала В;

- визирную линию «2» приближенно на максимальное значение исследуемого сигнала, а линию «1» - на минимальное значение сигнала (рис. 2.13).

Рис. 2.13

• Измерить амплитуду выпрямленного напряжения U_mв. Полученное значение и показания всех приборов записать в табл. 2.7.

• Остановить моделирование после снятия показаний.

Таблица 2.7

Внешняя характеристика двухполупериодного выпрямителя

Измерение 2  4

• Запустить моделирование.

• Изменяя сопротивление нагрузки R_d от 70 до 10 Ом при неизменном напряжении сети измерить амплитуду выпрямленного напряжения U_mв.

• Полученные значения и показания всех приборов записать в табл. 2.7.

• Остановить моделирование после снятия показаний.

2.4 Обработка результатов измерений

1. Построить по данным таблиц внешние характеристики выпрямителя U_d = f (I_d) для однополупериодной и мостовой схем выпрямления тока.

2. Рассчитать коэффициент пульсаций q для всех величин нагрузок.

3. Построить графики зависимости коэффициента пульсаций для выпрямителей с емкостным фильтром в зависимости от сопротивления нагрузки.

4. По данным таблиц 2.5, 2.6, 2.7 рассчитать коэффициент сглаживания К_СГ фильтра.

5. Используя результаты измерений, вычислить выходное сопротивление схем выпрямления.

6. Проанализировать осциллограммы входного и выходного напряжения для рассмотренных схем при различной нагрузке. Сделать выводы по наблюдаемым зависимостям.

7. Сравнить экспериментальные значения коэффициента пульсации для однополупериодной и мостовой схем выпрямления при работе на чисто активную нагрузку с теоретическими данными.

2.5 Контрольные вопросы

1. Каковы основные параметры выпрямителей?

2. Каково назначение основных элементов выпрямительной схемы?

3. Что такое выпрямленное напряжение?

4. Принцип работы однофазного мостового выпрямителя.

5. Каковы основные параметры фильтра?

6. Что такое коэффициент пульсаций и как его вычисляют?

7. Как экспериментально определить коэффициент пульсации?

8. В какой из рассмотренных схем выпрямления обратное напряжение выше и почему?

9. Что такое коэффициент сглаживания и как его вычисляют?

10. Как влияет на величину выпрямленного напряжения подключение емкости параллельно нагрузке?

11. Как изменяется коэффициент пульсаций при подключении емкости параллельно нагрузке?

12. Если емкость фильтра бесконечна, чему равно средневыпрямленное напряжение?

13. Какова частота пульсаций однофазных выпрямителей?

14. Нарисуйте вид внешней характеристики выпрямителя.

15. Как отразится на работе мостовой схемы выпрямления обрыв одного из диодов?

16. Как отразится на работе мостовой схемы выпрямления короткое замыкание одного из диодов?

17. В каких случаях целесообразно использовать в выпрямителях:

а) индуктивный фильтр;

б) емкостной фильтр?

18. Чему равно среднее значение U_ср выпрямленного напряжения однофазных выпрямителей без сглаживающих фильтров при работе на активную нагрузку?

28