Uпрям Uобр

I_обр

Рис.4

Устройство и принцип действия аппарата для гальванизации

Основным узлом аппарата является выпрямитель со сглаживающим фильтром.

Выпрямитель состоит из трансформатора, полупроводниковых диодов, сглаживающего фильтра (С₁, С₂ и др.) и потенциометра R_н. Переменное напряжение сетки преобразуется трансформатором в нужное по величине напряжение, которое снимается с вторичной обмотки и подается на диоды, включенные по мостовой схеме.

Рассмотрим процесс выпрямления переменного тока в данной схеме выпрямителя. Предположим, что в какой-то момент времени точка А (по схеме рис.5) имеет положительный потенциал по отношению к точке В. тогда ток протекает через диод Д₁ (пропускное направление), потенциометр R_н и Д₃ .

Во второй полупериод полярность точки А и В меняется на противоположную. Тогда ток потечет через диод Д₂, потенциометр R_н и Д₄.

Р ис.5

Т аким образом, в оба полупериода через потенциометр R_н течет ток, постоянный по направлению, по переменной по величине (рис. 6), те пульсирующий ток.

Рис. 6

Д ля сглаживания пульсаций тока используют сглаживающий фильтр, состоящий из двух конденсаторов С₁, и С₂ и дросселя Д_р (рис. 7).

Рис. 7

При возрастании тока конденсаторы заряжаются. В тот момент, когда ток начинает уменьшаться, конденсаторы, разряжаясь через R_н, поддерживают ток, не давая падать ему до нуля. Это приводит к ослаблению амплитуды пульсаций тока. Одновременно с этими процессами происходит гашение колебаний тока в дросселе возникает ток самоиндукции противоположного направления, а при уменьшении основного тока, ток самоиндукции стремится поддержать его. Таким образом, пульсация основного тока еще больше уменьшается и через R_н течет ток, постоянный уже не только по направлению, но и по величине.

Порядок выполнения работы

Упражнение 1. Снятие вольтамперной характеристики диода.

Измерения проводятся на макете, схема которого представлена на рис.8

1. Начертить таблицы 1 и 2.

Таблица 1

Uпр, мВ	0	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000
Iпр, мА	0

Рис. 8

Таблица 2

Uобр, В	0	20	40	60	80	100	120
Iобр, мкА

2. Для измерения прямого тока поставить все тумблеры в левое положение и включить макет в сеть. Устанавливая потенциометром R₁ напряжение U_пр согласно таблице 1, измерить соответствующие значения силы тока I_пр.

3. Для измерений обратного тока поставить все тумблеры в правое положение. Устанавливая потенциометром R₂ напряжение U_обр согласно таблице 2, измерить соответствующие значения силы тока I_обр.

4. Выключить макет из сети. По полученным данным построить вольтамперную характеристику диода I=f(U) на одном графике, причем U_пр и I_пр откладывать на положительных полуосях координат, а U_обр и I_обр - на отрицательных (масштабы для I_пр и I_обр, U_пр и U_обр - разные ).

5. Оценить по полученной вольтамперной характеристике прямое R_пр и обратное R_обр сопротивления диода.

6. Оценить абсолютные погрешности всех измерительных приборов.

Упражнение 2. Исследование работы выпрямителя со сглаживающим фильтром

1. Перечертите схему изучаемого двухполупериодного выпрямителя со сглаживающим фильтром (рис .9) в свою тетрадь. Аналогичные выпрямители используются в медицине в качестве источника постоянного тока, например, для гальванизации и электрофореза.

Рис. 9

2. Подключить осциллограф к входным клеммам выпрямителя (точки А и В) и затем включить оба прибора в сеть.

3. Получить на экране осциллографа и зарисовать наблюдаемые осциллограммы, соответствующие:

а) Выпрямляемому переменному току (точки А и В на схеме).

б) Однополупериодному выпрямлению:

1) без сглаживающего фильтра. Для этого подключить осциллограф к выходным клеммам выпрямителя и поставить все тумблеры в нижнее положение.

2) с фильтром из:

а) одного конденсатора С₁. Для этого поставить тумблер К₂ в верхнее положение;

б) двух конденсаторов С₁ и С₂. Для этого поставить тумблер К₃ в верхнее положение;

в) двух конденсаторов С₁ и С₂ и индуктивности L. Для этого поставить тумблер К₄ в верхнее положение.

Примечание. Все четыре осциллограммы (1; 2а, 2б, 2в) рисуются разными линиями на одном графике в том же временном масштабе, что и в случае А.

в) Двухполупериодному выпрямлению:

1) без сглаживающего фильтра. Для этого все тумблеры, кроме К₁, поставить в нижнее положение.

2) с фильтром... - выполняется аналогично пункту 2) для случая Б.

3) выключить оба прибора из сети.