4. Нагрузочные характеристики выпрямителей

Нагрузочные характеристики любого источника тока (генератора, усилителя, выпрямителя), вследствие конечного значения внутреннего (выходного) сопротивления, всегда носят "падающий" характер (рис. 7, а, б).

Рис. 7

Сопротивление нагрузки на выходе выпрямителей может носить чисто активный характер, также может иметь емкостную или индуктивную составляющие, В этом случае говорят о нагрузке с емкостной или индуктивной реакцией.

В случае, если на выходе выпрямителя включен конденсатор С (рис. 8), то при отключенном сопротивлении нагрузки (I_н = 0) конденсатор зарядится до амплитудного значения напряжения вторичной обмотки трансформатора и это напряжение в дальнейшем будет сохраняться без изменения. Пульсация напряжения при этом будет отсутствовать.

Рис. 8

При подключении сопротивления нагрузки, конденсатор периодически будет разряжаться на сопротивление нагрузки. Появится переменная составляющая напряжения, которая будет возрастать с увеличением тока в нагрузке.

В случае, если на выходе выпрямителя включен дроссель L (рис. 9), то при отключенном сопротивлении нагрузки (I_н = 0) действие его не сказывается.

Рис. 9

При подключении сопротивления нагрузки на дросселе появится ЭДС самоиндукции, пропорциональная величине и скорости изменения тока через дроссель, которая будет уменьшать переменную составляющую.

При наличии в фильтре дросселей и конденсаторов действие их будет сказываться одновременно.

5. Измерения

1. Ознакомиться с расположением приборов на рабочем месте согласно схеме рис. 10. Установить элементы коммутации в исходное положение.

2. Отчитаться в подготовке к работе. Предъявить заготовку протокола испытания. Получить указания преподавателя о элементах фильтра L и C и схеме выпрямителя для измерения нагрузочных характеристик. Получить разрешение на включение питания.

Рис. 10

Определение основных параметров схем выпрямления и фильтра

3. Подключить к первичной обмотке однофазного трансформатора напряжение сети, а ко вторичной – однофазную однополупериодную схему выпрямления. Элементы фильтра должны быть выключены. Установить I_н = 300 mА. С помощью осциллографа проверить форму напряжения на выходе схемы выпрямления. Измерить основные параметры схемы выпрямления: U_II, U₀, U₁, ƒ.

Величина напряжения U_II указана в табл. 1. Снизить ток нагрузки до минимального значения, включить элементы фильтра, заданные преподавателем. Вновь установить ток нагрузки I_н = 300 mА и измерить U_1вых. Результаты измерений занести в табл. 1.

Отметить в протоколе значения I_н, L, С, принятые при измерении. Отключить элементы фильтра.

Таблица 1. Параметры схем выпрямления

Номер	Тип схемы выпрямления	Теоретические			Экспериментальные
		m=p·q	ƒ1=ƒ·m, Гц	nп =2/(m2-1)	Измеренные					Расчетные
					UII, В	U0, В	U1, В	ƒ1, Гц	U1вых, В	nп	КФ
1.	Однофазная однополупериодная
2.	Однофазная двухполупериодная
3.	Однофазная мостовая
4.	Трехфазная однополупериодная
5.	Трехфазная мостовая

4. Подключая к однофазному, а затем и к трехфазному трансформаторам различные схемы выпрямления, произвести измерения в той же последовательности, как указано в п.п. 3, при тех же значениях I_н, L, С.

Привести элементы схемы в исходное состояние. Оценить результаты измерений.

Измерение нагрузочных характеристик выпрямителей

5. Включить заданную схему выпрямителя. Изменяя ток в нагрузке от 0 до 400 mА, снять нагрузочную характеристику выпрямителя при работе на активную нагрузку. Результаты измерений U₀ и U_1вых занести в табл. 2. В этой же таблице зарисовать форму кривой напряжения на входе (пунктиром) и выходе выпрямителя при двух значениях тока в нагрузке для двух периодов напряжения сети (I_н = 0 mA, I_н = 400 mA). Привести элементы схемы в исходное состояние и оценить результаты измерений.

Таблица 2. Нагрузочные характеристики для схемы выпрямления

Элементы фильтра	U, В	Iн, mА						Форма кривой
		0	50	100	200	300	400	I н = 0 mА	I н = 400 mА
–	U0, В
	U1вых, В
L =	U0, В
	U1вых, В
C =	U0, В
	U1вых, В
L = C =	U0, В
	U1вых, В

6. Произвести измерения нагрузочных характеристик выпрямителя при различных элементах фильтра. Величины С и L выбирают такими же, как в п.п. 5. Результаты измерений занести в табл. 2. В этой же таблице зарисовать форму кривой напряжения на входе и выходе при тех же значениях тока в нагрузке за два периода напряжения сети.

Оценить полученные результаты.