Лабораторная работа №1 - Кафедра электроэнергетики

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
СУМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ
Лабораторная работа №2
Исследование одно и двухполупериодных выпрямителей и
емкостных фильтров на выходе выпрямителей
Выполнил
Проверил
Сумы 2015
Цель: Проанализировать, сравнить и определить среднее значение напряжения, частоту выходного
сигнала и сравнить максимальные значения выходного напряжения и частот выходного сигнала в
схемах с одно и двухполупериодных выпрямителей, проанализировать обратное напряжение
указанных выпрямителей. Исследовать влияние конденсатора на форму выходного напряжения
выпрямителей. Измерить частоту выходного напряжения выпрямителя с емкостным фильтром.
Ход работы
I Однополупериодные и двухполупериодные выпрямители
Эксперимент 1. Исследование входного и выходного напряжения однополупериодного
выпрямителя.
а). Откройте файл с9_031 (рис. 9.7). Включите схему. На вход А осциллографа подается выходной
сигнал, а на вход В - входной. Зарисуйте осциллограммы в разделе "Результаты экспериментов".
Измерьте и запишите максимальные входные и выходные напряжения.
б). Измерьте период Т выходного напряжения по осциллограмме и запишите результат в раздел
"Результаты экспериментов". Вычислите частоту выходного сигнала. в). Определите максимальное
обратное напряжение Umax на диоде и запишите в раздел "Результаты экспериментов".
г). Вычислите коэффициент трансформации как отношение амплитуд напряжений на первичной и
вторичной обмотке трансформатора в режиме, близком к холостому ходу. Запишите результат в
раздел "Результаты экспериментов".
д). Вычислите среднее значение выходного напряжения Ud (постоянная составляющая). Результат
запишите в раздел "Результаты экспериментов". Запишите постоянную составляющую напряжения
на выходе, измеренную мультиметром.
Эксперимент 2. Исследование входного и выходного напряжений двухполупе-риодного
выпрямителя с отводом от средней точки трансформатора.
а). Откройте файл с9_032. (рис. 9.8). На вход А осциллографа подается выходной сигнал, а на вход В
- входной. Зарисуйте полученные осциллограммы в разделе "Результаты экспериментов". Измерьте
и запишите максимальные входные и выходные напряжения.
б). Измерьте период Т по осциллограмме выходного напряжения и запишите результат в раздел
"Результаты экспериментов". Вычислите частоту выходного сигнала.
в). По осциллограмме выходного напряжения, определите максимальное обратное напряжение Umax
на диоде. Запишите результат в раздел "Результаты экспериментов".
г). Вычислите среднее значение Ud выходного напряжения (постоянная составляющая) Запишите
результат в раздел "Результаты экспериментов". Запишите постоянную составляющую напряжения
на выходе, измеренную мультиметром.
II Определение влияния фильтров на выходные сигналы
Эксперимент 1. Определение коэффициента пульсаций однополупериодного выпрямителя.
а). Откройте файл с9_051. {рис. 9.10). На вход А осциллографа подается входное напряжение, а на
вход В - выходное. Измерьте максимум выходного напряжения U2max и разность между
максимумом и минимумом выходного напряжения ΔU2. Зарисуйте осциллограммы в раздел
"Результаты экспериментов".
б). Вычислите среднее значение выходного напряжения Ud по результатам измерений. Результат
запишите в раздел "Результаты экспериментов".
в). Запишите постоянную составляющую выходного напряжения по показаниям мульти -метра.
Сравните значения, полученные обоими методами. г). Вычислите коэффициент пульсаций
выходного сигнала по формуле (9.9).
Эксперимент 2. Определение коэффициента пульсаций од нополупериодного выпрямителя при изменении емкости фильтра.
а). Отключите мультиметр в схеме рис. 9.10. Установите емкость конденсатора равной 100
мкФ. Включите схему. Измерьте максимум выходного напряжения и разность между
максимумом и минимумом напряжений на выходе выпрямителя по показаниям осцилло графа.
Результат запишите в раздел "Результаты экспериментов". б). Вычислите среднее значение
напряжения Ud по формуле (9.8). в). Вычислите коэффициент пульсаций выходного напряжения
по формуле (9.9).
Эксперимент 3. Определение коэффициента пульсаций однополупериодного вы прямителя при изменении тока нагрузки.
а). Установите емкость конденсатора в схеме рис. 9.10 равной 470 мкФ. Измените сопротивление резистора нагрузки до 200 Ом. Включите схему. Измерьте максимум выходного
напряжения и разность между максимумом и минимумом напряжений на вы ходе
выпрямителя по показаниям осциллографа. Результат запишите в раздел "Результаты
экспериментов".
б). Вычислите среднее значение напряжения Ud по формуле (9.8). в). Вычислите коэффициент
пульсаций выходного напряжения по формуле (9.9).
Эксперимент 4. Определение коэффициента пульсаций двухполупериодного
выпрямителя.
а). Откройте файл с9_052. На вход А осциллографа подается входное напряжен ие, а на вход В выходное. Измерьте максимум выходного напряжения U2max и разность между максимумом и
минимумом выходного напряжения ΔU2. Зарисуйте осциллограммы в раздел "Результаты
экспериментов".
б). Вычислите среднее значение напряжения Ud по формуле (9.8). в). Вычислите коэффициент
пульсаций выходного напряжения по формуле (9.9).
Вопросы
1. Каковы различия между входным и выходным сигналами однополупериодного
выпрямителя?
2. Одинаковы ли вычисленное и измеренное мультиметром среднее значение выходного
напряжения Ud?
3. Одинаковы ли частоты входного и выходного сигналов в схемах одно- и двухполупериодного выпрямителей?
4. Как влияет падение напряжения на диоде на выходное напряжение выпрямителя?
5. Превышает ли максимальное отрицательное напряжение Umax на диоде значение, предельно допустимое для диода 1N4001?
6. Зачем необходимы трансформаторы в схемах выпрямителей?
7. Каковы различия между сигналом на входе и на выходе при двухполупериодном
выпрямлении?
8. Чем отличается выходное напряжение в схемах однополупериодного и
двухполупериодных выпрямителей?
9. Сравните максимальное обратное напряжение на диодах в однополупериодном и
двухполупериодном выпрямителях.
10.10.Одинаковы ли частоты входного и выходного напряжения двухполупериодного выпрямителя? Как они соотносятся с частотами входного и выходного напряжения для одно полупериодного выпрямителя?
11.Выведите формулу для расчета среднего значения выходного напряжения выпря
мителя с емкостным фильтром на выходе.
12.В каком диапазоне напряжений может изменяться среднее значение выходного напря
жения выпрямителя с емкостным фильтром на выходе?
13.Какие факторы влияют на величину коэффициента пульсаций выпрямителя с емкост
ным фильтром на выходе?
14.Сравните средние значения выходного напряжения для схем однополупериодного и
двухполупериодного выпрямителей с емкостным фильтром на выходе при одинаковых
нагрузках.
15. Сравните коэффициент пульсаций в однополупериодном и двухполупериодном выпря
мителях с емкостным фильтром на выходе.
16. Будут ли отличаться средние значения выходного напряжения однополупериодной и
двухполупериодной схем выпрямления с емкостным фильтром, если сопротивление на
грузки равно бесконечности?
17. Будет ли влиять частота входного напряжения выпрямителя на среднее з начение вы
ходного напряжения и на коэффициент пульсаций при фиксированных значениях ем
кости фильтра и сопротивления нагрузки?