Выпрямители

Исследование работы однополупериодного выпрямителя без фильтра, посторенние соответствующих графиков, измерение амплитуды выходного напряжения и пульсации. Комплексная разработка схемы однополупериодного выпрямителя в электронном пакете WorkBench.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид лабораторная работа
Язык русский
Дата добавления 15.11.2012
Размер файла 1,9 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ,

НАУКИ, МОЛОДЁЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

Приазовский государственный технический университет

Кафедра автоматизации технологических процессов и производств

Лабораторная работа № 2

По дисциплине: «Электроника и микросхемотехника»

тема: «Выпрямители»

Выполнил:

студент группы МА-10

Пахниц Е.С.

Принял: ст.пр. Сокол С.П.

Мариуполь, 2012 г.

Задание 1:

Исследование работы однополупериодного выпрямителя без фильтра

Рис 1.1 Схема изучаемого выпрямителя

Рис 1.2 Схема моделируемого выпрямителя

однополупериодный выпрямитель напряжение пульсация

На графике (Рис 1.3) показано напряжение до ( красная линия ) и после (синяя линия ) выпрямления.

Напряжение источника питания . Среднее значение выпрямленного напряжения на нагрузке равно , и считается по формуле

Амплитуда пульсации , и находится по формуле

Рис 1.3 Форма графика

1.2 Исследовать работу однополупериодного выпрямителя с ёмкостными фильтрами. Зарисовать форму графика для фильтров с разными ёмкостями.

Схема исследуемого выпрямителя представлена на рисунке 1.4 Схема моделируемого выпрямителя представлена на рисунке 1.5 Форма графика для фильтра А представлена на рисунке 1.6 Форма графика для фильтра Б представлена на рисунке 1.7

Рис. 1.4 Схема исследуемого выпрямителя

Рис 1.5 Схема моделируемого выпрямителя

Рис 1.6 Форма графика для фильтра с ёмкостью 5мкФ

Рис 1.7 Форма графика для фильтра с ёмкостью 10мкФ

На рисунках 1.6 - 1.7 в схеме установлены ёмкостные фильтры с параметрами : ёмкость А = 5 мкФ, ёмкость Б = 10 мкф.

Как видно из графиков, ёмкость влияет на сглаживание выпрямленного напряжения за счет увеличения времени разряда конденсатора. Чем больше ёмкость, тем ровнее будет выпрямленное напряжение и меньше амплитуда пульсации. Среднее напряжение на нагрузке тоже возрастает. В месте с этим возрастает и средний прямой ток.

1.3 Снять выходную нагрузочную характеристику однополупериодного выпрямителя, как зависимость выходного напряжения от тока нагрузки. Построить график

Нагрузочная характеристика представлена на рисунке 1.8

Рис. 1.8 Нагрузочная характеристика

1.4 Исследовать работу мостового выпрямителя без фильтра. Показать форму графика и измерить амплитуду выходного напряжения и пульсации. Сравнить с однополупериодныоми выпрямителями.

На рисунке 1.9 показана схема исследуемого выпрямителя, на рисунке 1.10 представлена модель выпрямителя в WorkBench, а на рисунке 1.11 показана форма графика выходного напряжения.

Рис. 1.9 Исследуемый выпрямитель

Рис. 1.10 Модель выпрямителя

Рис. 1.11 Форма графика выходного напряжения

Амплитуда выходного напряжения составляет 26.9 В

Амплитуда пульсации составляет 26.9 В

Как видно из полученных данных и формы графика, мостовой выпрямитель в отличии от однополупериодного, при тех же параметрах цепи ( входное напряжение, нагрузка ) не делает пропусков в пол периода, как однополупериодный выпрямитель ( Рис 1.3 ).

1.5 Исследовать работу мостового выпрямителя с ёмкостным фильтром. Показать форму графика и измерить амплитуду выходного напряжения и пульсации для двух фильтров разной ёмкости. Сравнить результаты между собой и однополупериодныоми выпрямителями.

На рисунке 1.12 показана схема исследуемого выпрямителя, на рисунке 1.13 представлена модель выпрямителя в WorkBench, а на рисунке 1.14 и 1.5 показаны формы графиков выходного напряжения для двух разных фильтров. Рисунок 1.14 - с фильтром в 5 мкФ, рисунок 1.15 - с фильтром 10 мкФ.

Рис. 1.12 исследуемый выпрямитель

Рис. 1.13 Модель выпрямителя

Рис. 1.14 Форма графика. Фильтр - 5 мкФ

Рис. 1.14 Форма графика. Фильтр - 10 мкФ

Амплитуда выходного напряжения для рисунка 1.13 составляет 26.95 В

Амплитуда пульсации для рисунка 1.13 составляет 16.15 В

Амплитуда выходного напряжения для рисунка 1.14 составляет 26.94 В

Амплитуда пульсации для рисунка 1.14 составляет 11.21 В

Как видно из полученных данных, амплитуда пульсации уменьшается с увеличением ёмкости фильтра, а если сравнить графики с однополупериодными выпрямителями ( Рис. 1.6 - 1.7 ) то можно увидеть что форма выходного напряжения значительно ровнее, так же выше среднее выходное напряжение и ток нагрузки. Чем больше ёмкость фильтра, тем ближе среднее выходное напряжение к максимальному выходному напряжению.

1.6 Изучение мостового выпрямителя с RC фильтром. Форма графика, амплитуда выходного напряжения и амплитуда пульсации

На рисунке 1.15 показана схема изучаемого выпрямителя, рисунок 1.16 изображает модель выпрямителя в программе, а на рисунке 1.17 отражен график выходного напряжения.

Рис. 1.15 Изучаемый выпрямитель с RC фильтром

Рис. 1.16 Схема модели выпрямителя

Рис. 1.17 Форма графика выходного напряжения

Амплитуда выходного напряжения равна 13.7 В

Амплитуда пульсации равна 6.04 В

Как видно из графика и выходных данных. RC фильтр значительно сглаживает форму пульсации и её амплитуду в сравнении с другими фильтрами, но в месте с этим амплитуда выходного напряжения тоже уменьшается.

Задание 2:

Исследование однополупериодного выпрямителя

Собрать схему однополупериодного выпрямителя в электронном пакете WorkBench в соответствии с рисунком 2.1. Значения U2, Cф и Rн взять в соответствии с вариантом.

Вариант 21, значения : U2 = 36 В, Cф = 5мкФ и Rн = 1200 Ом

Рис. 2.1 однополупериодный выпрямитель

Рис. 2.2 Модель выпрямителя

Модель выпрямителя показана на рисунке 2.2, а на рисунке 2.3 изображена форма графика выходного напряжения на нагрузке. Красной линией показано напряжение до выпрямления, зеленой - после.

Рис. 2.3 Форма графика выходного напряжения

Напряжение источника питания . Среднее значение выпрямленного напряжения на нагрузке равно , амплитуда выходного напряжения В, амплитуда пульсации , среднее напряжение на нагрузке

Средний ток на нагрузке

Коэффициент пульсации

Напряжение на диоде равно амплитуде переменного напряжения на вторичной обмотке

Изменение сопротивления нагрузки влияет на скорость разряда конденсатора. Чем больше сопротивление - тем медленнее будет разряжаться конденсатор, чем оно меньше - тем быстрее конденсатор будет разряжаться.

Ёмкость конденсатора линейно влияет на скорость его разряда. Чем больше емкость, тем дольше он будет разряжаться, и на оборот соответственно.

Рис. 2.4 График тока на нагрузке

Рис. 2.5 График прямого тока на диоде

Среднее значение тока = 23.17 А, а максимальный ток составляет 49.94 А

Влияние частоты входного напряжения на пульсацию:

При уменьшении частоты амплитуда пульсации будет возрастать, так как длинна периода возрастает, и у ёмкости будет больше времени на разрядку, так же снижается среднее напряжение на нагрузке.

При увеличении частоты, амплитуда пульсации будет уменьшаться, так как ёмкость не будет успевать разряжаться. Вместе с этим, обратное напряжение и среднее напряжение на нагрузке, будут больше.

Задание 3: Исследование мостового выпрямителя ( рис 3.1 )

Рис 3.1 Изучаемый мостовой выпрямитель без устройств измерения

Рис. 3.2 Модель выпрямителя

Рис. 3.3 Напряжение на нагрузке(красный гр.)

Амплитуда выходного напряжения 26.6 В

Амплитуда пульсации 9.59 В

Среднее выходное напряжение 20.5 В

Средний ток нагрузки 0.04 А

Максимальный ток 0.09 А

Зависимость коэффициента пульсации от ёмкости:

Рис. 3.4 Зависимость коэффициента пульсации от ёмкости

Из графика зависимости коэффициента пульсации от ёмкости видно, что, чем меньше ёмкость, тем больше коэффициент пульсации. Коэффициент пульсации находится при помощи амплитуды пульсации и среднего выходного напряжения, а при снижении ёмкости они увеличиваются.

Вывод:

В лабораторной работе исследовали однополупериодные, и мостовые выпрямители с фильтрами и без фильтров. Использовали емкосные фильтры (5, 10 мкФ). Все необходимые схемы были собраны в пакете - Electronic WorkBench. На каждую собранную схему были выведены графики переменного напряжения на данных участках с помощью осциллографа, входящего в пакет EWB.

Суть выпрямителей - в преобразовании напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока. На выходе такого выпрямителя получается пульсирующее напряжение постоянного тока, которое пригодно для питания энергетических потребителей, например, двигателей постоянного тока. Для получения постоянного напряжения без пульсаций на выходе выпрямителя подключают фильтры.

Выпрямители необходимы, ведь существует большое количество устройств, для питания которых необходимы источники постоянного тока. Прежде всего, это множество электронных устройств, применяемых в быту, системах автоматизации и других отраслях промышленности. Постоянный ток дают химические источники тока: батарейки и аккумуляторы. Но они имеют низкую мощность, ограниченный период работы и высокую цену.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Характеристика и особенности принципа работы однополупериодного выпрямителя с активной и емкостной нагрузкой. Порядок подключения выпрямителя к осциллографу, установка показателей синусоидального сигнала и частоты, зарисовка осциллограммы сигнала.

    лабораторная работа [1,8 M], добавлен 17.01.2011

  • Типичные мостовые схемы однофазных полупериодных выпрямителей, их характеристики и принцип работы. Стабилизаторы напряжения и выпрямительные устройства с простым емкостным фильтром на выходе. Расчёт однополупериодного выпрямителя с активной нагрузкой.

    курсовая работа [320,3 K], добавлен 07.10.2011

  • Основные составляющие схемы однополупериодного выпрямителя. Сбор схемы двухполупериодного трансформаторного выпрямителя со средней точкой. Исследование схемы транзисторного усилителя с эмиттерным резистором. Моделирование подавления синфазной помехи.

    курсовая работа [766,9 K], добавлен 18.01.2014

  • Расчет неуправляемого выпрямителя с активной нагрузкой и с емкостным фильтром. Расчет выпрямителя с фильтром и ответвляющим диодом. Подбор трансформатора для двухфазной однотактовой схемы выпрямления. Разработка электрической схемы и печатной платы.

    курсовая работа [420,9 K], добавлен 05.12.2010

  • Виды электроники, история ее развития. Строение двухполупериодной схемы. Расчет значений напряжения, тока и коэффициента пульсации в выпрямителе. Конструкция Г-образного индуктивно-емкостного фильтра, определение величины балластного сопротивления.

    контрольная работа [725,7 K], добавлен 23.01.2013

  • Характеристика полупроводниковых диодов, их назначение, режимы работы. Исследование вольтамперной характеристики выпрямительного полупроводникового диода, стабилитрона и работы однополупериодного полупроводникового выпрямителя. Определение сопротивления.

    лабораторная работа [133,6 K], добавлен 05.06.2013

  • Функции преобразователей энергии. Осциллограммы напряжений однополупериодного выпрямителя. Принцип работы обратноходового однотактного преобразователя. Основные принципы модуляции, ее виды. Выбор структурной и принципиальной схемы преобразователя.

    дипломная работа [2,4 M], добавлен 16.05.2017

  • Расчет силовой части выпрямителя по мостовой несимметричной схеме с тремя тиристорами и нулевым вентилем. Расчетная мощность первичной и вторичных обмоток трансформатора. Система управления выпрямителя, расчет выходного усилителя и устройства запуска.

    курсовая работа [836,4 K], добавлен 24.07.2010

  • Исследование различных схем выпрямителей и их работа на различные типы нагрузок. Снятие диаграмм напряжений и токов, выполнение необходимых расчетов. Схема выпрямителя однофазного однополупериодного с активной или индуктивной–емкостной нагрузкой.

    лабораторная работа [1,3 M], добавлен 01.06.2015

  • Понятие и сфера применения выпрямителя электрического однофазного. Экспериментальное исследование характеристик мостового выпрямителя переменного тока с различными видами сглаживающих фильтров. Освоение методики исследования и расчета выпрямителя.

    лабораторная работа [141,3 K], добавлен 18.06.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.