Описание лабораторной установки

В комплект лабораторной работы входят:

Источник переменного напряжения (9 - 12 В).

Макет универсальной лабораторной установки с одной (двумя) сменными платами:

Плата №1 «Источники вторичного питания»: трансформаторный источник питания на основе однополупериодного выпрямителя, емкостного фильтра и полупроводникового параметрического стабилизатора напряжения (ППСН);

На платах измерительные контакты пронумерованы цифрами, гнезда помечены буквой Г.

Осциллограф универсальный GOS - 620FG – для наблюдения эпюр напряжений на элементах блоков питания (может быть заменен любым осциллографом аналогичного функционального назначения).

Мультимер (лабораторный тестер) – для измерения напряжений на элементах блоков питания и токов в ветвях цепей.

Комплект соединительных проводов и перемычек.

Задание на лабораторную работу

1. Исследование характеристик трансформаторного источника питания на основе однофазного однополупериодного выпрямителя (рис.5.3).

1. Исследование однополупериодного выпрямителя (фильтр и ППСН – отключены).

2. Исследование источника питания с подключенными фильтром (ППСН – отключен).

3. Исследование источника питания с включенными емкостным фильтром и ППСН.

1. Исследование характеристик трансформаторного источника питания с ППСН на базе эмиттерного повторителя (рис.5.4).

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Исследование характеристик трансформаторного источника питания на основе однополупериодного выпрямителя.

1. Исследование характеристик однополупериодного выпрямителя.

1.1. Подготовка к проведению исследования выпрямителя:

• Тумблер ВК1 «Фильтр» установить в положение «Выкл»: фильтр отключен (см. рис.5.3).

• Переменный резистор R_Н установить в крайнее правое положение: установка максимального сопротивления нагрузки (около 200 Ом).

• Перемычкой перемкнуть гнезда 3 и 5: отключить ППСН и подсоединить нагрузку.

2. Подготовить мультимер (тестер) к проведению измерений напряжения (тока): установить вид измерения и предельное значение шкалы, больше ожидаемого значения.

1.3. После уяснения измерительной задачи с разрешения преподавателя включить питание.

1.3.1. Измерение с помощью мультимера (тестера) переменных напряжений на выпрямителе и нагрузке (данные занести в табл. 5.1):

• Измерить переменные напряжения на входе однополупериодного выпрямителя (на вторичных обмотках понижающего трансформатора - контакты 7, 8): u₇₈;

• Измерить переменное напряжение (u _Н~) на нагрузке (Г5 и Г2).

• Измерить (соблюдая полярность подключения прибора) постоянное напряжение (u_Н=) на нагрузке (Г5 - «+», Г2 – «-» прибора).

Графа «амплитудные значения» заполняется в процессе расчетов по результатам измерений.

Таблица 5.1

	u78	u Н=	u Н~	Δu
Измеренные значения				-
Амплитудные значения		-		-
Амплитудные значения (измерения с помощью осциллографа)		-		-
Амплитудные значения (измерения осцилл. при вкл. Фильтре)		-

1.3.2. Наблюдение эпюр переменных напряжений и измерение амплитудных значений напряжений на элементах выпрямителя и нагрузке.

Подготовить осциллограф к работе в режиме наблюдения по каналу «Х»:

• Установить входной делитель напряжения канала в положение, позволяющее наблюдать сигналы, амплитуды которых соответствуют данным табл. 1, переключатель разверток – в положение, обеспечивающее наблюдение сигналов частоты 50 Гц.

• Установить переключателем открытый вход « » канала «Х» осциллографа.

• Наблюдать по каналу «Х» осциллографа напряжения, измерить их амплитудные значения (результаты измерений занести в табл.5.1, зарисовать эпюры напряжений в масштабе осциллографа):

  • на входе выпрямителя u ₇₈ (7 – вход канала, 8 – корпус канала).

  • на выпрямительном диоде VD1 (7 - вход канала; Г1 – корпус канала);

  • на нагрузке (Г5 - вход канала; Г2 – корпус канала) сначала при открытом входе осциллографа, затем при закрытом входе осциллографа.

1. Исследование источника вторичного питания с подключенными фильтром (ВК1 в положение «Вкл», установить перемычку между Г3 и Г5: ППСН – отключен).

1. Измерить с помощью осциллографа напряжения, указанные в п.1.3.2, зарисовать эпюры напряжений (результаты измерений занести в табл.5.1).

2. Подготовить осциллограф к работе в режиме одноканального наблюдения по каналу «Х» с открытым входом.

• наблюдать и зарисовать эпюры напряжения на нагрузке: ( Г5 - вход канала; Г2 – корпус канала).

• измерить величину постоянного напряжения на нагрузке.

2.3. Подготовить осциллограф к работе в режиме одноканального наблюдения по каналу «Х» с закрытым входом (~).

• наблюдать и зарисовать эпюры переменной составляющей напряжения на нагрузке: (Г5 - вход канала; Г2 – корпус канала). Измерить величину амплитуды переменной составляющей напряжения ( ) на нагрузке.

Выключить питание схемы.

4. Измерение тока в нагрузке и напряжения на нагрузке при отключенном и включенном емкостном фильтре:

• Подготовить мультимер (тестер) для измерения постоянного тока с пределом измерения 500 mA.

• Снять перемычку между гнездами Г3 и Г5.

• Подключить «+» мультимера (тестера) к Г3, «-» - к гнезду Г5.

• Установить ВК1 в положение «Выкл».

• Включить питание схемы и измерить постоянный ток в нагрузке.

• Установить ВК1 в положение «Вкл». Измерить постоянный ток в нагрузке.

• С помощью тестера (мультимера) в режиме измерения постоянных напряжений измерить напряжение на нагрузке.

Результаты измерений зафиксировать в табл.5. 2.

• Рассчитать мощность, рассеиваемую на нагрузке.

Таблица 2

Режим измерений	Измеряемые и рассчитываемые параметры
		I Н, mА	U Н, В	Р Н, Вт
При отключенном фильтре
При подключенном фильтре

2. Исследование источника вторичного питания с емкостным фильтром и ППСН.

1. Используя плату №1 «Источники вторичного питания» выполнить (см. рис. 5.3):

• Включить емкостной фильтр (ВК1 в положение «Вкл»).

• Подготовить мультимер (тестер) для измерения постоянного тока с пределом не менее 100 мА. Подключить мультимер (тестер) «+» - к Г3, «-» - к Г4.

• Включить питание и измерить ток, протекающий через ППСН. Его величина не должна превышать справочных значений для используемого типа стабилитрона (40 mА).

• Измерить с помощью мультимера падение напряжения на балластном резисторе и на стабилитроне. Выключить питание блока.

1. Измерение параметров стабилизатора напряжения.

• Перемычками перемкнуть гнезда Г3 и Г4, а также Г5 и Г6 (подключить ППСН).

• Установить переменный потенциометр нагрузки в крайнее правое положение (максимальное сопротивление нагрузки).

• Подготовить мультимер (тестер) для измерения постоянных напряжений.

• Включить питание, измерить постоянное напряжение на входе ППСН (Г3 - «+», Г2 – «-»), далее измерить постоянное напряжение на нагрузке (выход ППСН) (Г5 - «+», Г2 – «-»). Данные занести в табл. 3. Выключить питание.

• Перемкнуть гнезда Г3 и Г4 . Вместо перемычки гнезд Г5 и Г6 включить мультимер (тестер): «+» - к гнезду Г6, «-» - к гнезду Г5. Включить питание. Измерить ток на выходе ППСН. Данные занести в табл. 3. Выключить питание.

• Определить КПД ППС.

• Повторить измерения по п. 3.2, после установки минимального сопротивления нагрузки. Выключить питание.

• Определить приращения напряжения и тока в нагрузке и рассчитать выходное сопротивление ППСН

Таблица 3

Условия измерений	На входе ППС			На выходе ППС						R ВЫХ
	I ВХ	U ВХ	P ВХ	I ВЫХ	U ВЫХ	P ВЫХ
Н МАХ
R Н МИН

3. Измерение параметров вторичного источника питания при изменении входных напряжений.

• Перемкнуть перемычками Г3 и Г4, Г5 и Г6. Установить R _{Н МАХ}.

• С помощью перемычки (9 и 10) исключить из схемы сопротивление R3.

• Включить питание и измерить с помощью мультимера (тестера): напряжение на входе ППСН и напряжение на нагрузке, а также ток, протекающий по нагрузке. Выключить питание.

• Используя данные табл. 1, определить приращения _ВХ на входе ППСН и _Н на нагрузке при максимальном сопротивлении нагрузки.

• Определить коэффициент стабильности напряжения

• Подготовить осциллограф для одноканального измерения с закрытым входом.

• Включить питание. Наблюдать нестабильность (пульсации) напряжения на входе ППСН. Измерить величину нестабильности напряжения на входе ППСН. Зарисовать эпюры напряжения в масштабах экрана осциллографа.

• Подключить осциллограф к нагрузке. Измерить величину нестабильности напряжения на выходе ППСН. Зарисовать эпюры напряжения в масштабах экрана осциллографа. Выключить питание.

• Определить коэффициент сглаживания пульсаций как отношение амплитуды пульсаций на входе к амплитуде пульсаций на выходе ППСН.

Выключить питание.

II. Исследование характеристик трансформаторного источника вторичного питания со стабилизатором напряжения.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Оформить отчет и представить работу к защите (в день выполнения работы подгруппа может проводить защиту по одному отчету с последующим оформлением остальных отчетов).

Отчет должен содержать:

• название и цель работы;

• номера и наименования пунктов исследований.

• схемы соединений при проведении измерений по каждому пункту задания, номиналы параметров элементов цепей.

• таблицы с результатами измерений и графики эпюр напряжений.

• результаты расчетов параметров исследуемой схемы.

• выводы по отдельным пунктам работы и по работе в целом.