Файл: Учебнометодическое пособие для выполнения лабораторных работ по дисциплине Источники питания.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 187
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
1 Лабораторная работа № 1. Исследование двухполупериодной схемы выпрямления
2. Лабораторная работа № 2. Исследование мостовой схемы выпрямления
2.3. Порядок выполнения работы
3. Лабораторная работа № 3. Исследование параметрического стабилизатора напряжения
3.3. Порядок выполнения работы
4. Лабораторная работа № 4. Исследование компенсационного стабилизатора напряжения
сглаживания служит второе звено. Такой фильтр прост в изготовлении и недорог. Недостатком RC - фильтров является низкий кпд. Обычно на резисторе R1 теряется до 10% выпрямленного напряжении, что допустимо только в маломощных источниках питания.
Внешняя, или нагрузочная, характеристика источника питания выражает зависимость выходного напряжения от тока нагрузки и показывает, в какой степени уменьшается выходное напряжение источника при увеличении нагрузки.
1. Собрать схему двухполупериодного выпрямителя в соответствии со схемой на рисунке 1.1. При выполнении работы используем VD1 и VD2 - диоды Д220; резистор R1 = 200 Ом, конденсаторы С1 = С2 емкостью 20 и 50 мкФ, резистор R2 сопротивлением 510 Ом, 1 кОм, 1,6 кОм.
2. Подключить переменное напряжение к гнездам 1 и 3 исследуемой схемы от крайних зажимов источника питания ИП стенда, а к гнезду 2 — от зажима «Общ.». Положение тумблера ИП значения не имеет, но при выполнении работы его не следует изменять, так как в этом случае на 15% изменится входное напряжение, что внесет погрешность в измерения.
3. Измерить мультиметром значения напряжений UC1 и UН, , установив его в режим измерения постоянного напряжения на пределе =20 В. Двойной размах пульсаций напряжения ∆UC1 и ∆UC2 на соответствующих конденсаторах фильтраизмерить осциллографом. Ток в нагрузке – мультиметром в режиме измерения постоянного тока на пределе вначале = 200 мА, при необходимости переключить на меньший. При измерениях тока обратить внимание на подключение измерительных щупов мультиметра к его гнездам «СОМ» и «А».
Постоянные напряжения в схеме измеряют вторым мультиметром на пределах в начале «=20 В».
Переменное напряжение на входе схемы измеряют, поставив переключатель пределов в положение «≈ 20 В», и проследив подключение щупов мультиметра к гнездам «СОМ» и»V».
4. Снять осциллограммы напряжений в точках Х1, Х2, Х3, Х5, как показано на рисунке 1.5, а так же напряжений на диодах в соответствии с рисунком 1.6. Необходимо обратить внимание на правильное подключение осциллографа для измерения напряжений на диодах в соответствии с этим рисунком. Графики сохранить для занесения в отчет по лабораторной работе.
Пульсации в схеме измеряют осциллографом стенда, используя наименьший предел для получения наибольшей точности. На осциллограммах следует показать на менее двух полных периодов измеряемого напряжения.
5. По снятым осциллограммам измерить величины пульсаций, провести измерения электрических параметров схемы для набора значений R1 и C1 = С2, заданных в таблице 1.1, заполнить таблицу, вычислить значения kП и kСГЛ. КПД выпрямителя вычислить как отношение мощности на нагрузке РВЫХ = UR2IН к мощности на входе сглаживающего фильтра РВХ = UС1IН. КПД может быть выражено в долях единицы, или в процентах.
Рисунок 1.5 – Измерение величин пульсаций осциллографом
Рисунок 1.6 – Измерение величин напряжений на диодах осциллографом
6. Построить нагрузочную характеристику, т. е. зависимость среднего значения напряжения на нагрузке от тока нагрузки, для значения емкостей фильтра С1 = С2 = 50 мкФ, пользуясь данными таблицы 1.
Таблица 1.1
7. Сделать выводы о влиянии величины сопротивления нагрузки (резистора R2) и емкостей конденсаторов С1 и С2 на качество фильтрации напряжения на нагрузке
1. Сколько диодов одновременно находится в цепи тока исследованного выпрямителя?
2 Почему напряжения на крайних выводах трансформатора должны быть одинаковыми?
3 Какова частота пульсаций на выходе выпрямителя?
4 Как влияют конденсаторы фильтра на пульсации?
5 Почему исследуемую схему применяют в сильноточных выпрямителях?
Целью работы является исследование однофазной мостовой схемы выпрямления со сглаживающим RC - фильтром (рисунок 4).
Рисунок 2.1 – Схема мостового выпрямителя
Мостовая схема выпрямления дает точно такой же результат, как двухполупериодная, но имеет более простой трансформатор с одной вторичной обмоткой, рассчитанной на напряжение U2.
Рисунок 2.2 – Схема мостового выпрямителя без фильтра и диаграммы его работы
Схема мостового выпрямителя без фильтра и ее временные диаграммы показаны на рисунке 2.2, а - е.
Пусть в первый полупериод (рисунок 2.2, а - в) напряжение U2 на выводе 1 вторичной обмотки трансформатора действует положительное по отношению к выводу 2 напряжение и ток IН проходит по цепи: вывод 1, диод VD1, RН, диод
Внешняя, или нагрузочная, характеристика источника питания выражает зависимость выходного напряжения от тока нагрузки и показывает, в какой степени уменьшается выходное напряжение источника при увеличении нагрузки.
1.3.Порядок выполнения работы
1. Собрать схему двухполупериодного выпрямителя в соответствии со схемой на рисунке 1.1. При выполнении работы используем VD1 и VD2 - диоды Д220; резистор R1 = 200 Ом, конденсаторы С1 = С2 емкостью 20 и 50 мкФ, резистор R2 сопротивлением 510 Ом, 1 кОм, 1,6 кОм.
2. Подключить переменное напряжение к гнездам 1 и 3 исследуемой схемы от крайних зажимов источника питания ИП стенда, а к гнезду 2 — от зажима «Общ.». Положение тумблера ИП значения не имеет, но при выполнении работы его не следует изменять, так как в этом случае на 15% изменится входное напряжение, что внесет погрешность в измерения.
3. Измерить мультиметром значения напряжений UC1 и UН, , установив его в режим измерения постоянного напряжения на пределе =20 В. Двойной размах пульсаций напряжения ∆UC1 и ∆UC2 на соответствующих конденсаторах фильтраизмерить осциллографом. Ток в нагрузке – мультиметром в режиме измерения постоянного тока на пределе вначале = 200 мА, при необходимости переключить на меньший. При измерениях тока обратить внимание на подключение измерительных щупов мультиметра к его гнездам «СОМ» и «А».
Постоянные напряжения в схеме измеряют вторым мультиметром на пределах в начале «=20 В».
Переменное напряжение на входе схемы измеряют, поставив переключатель пределов в положение «≈ 20 В», и проследив подключение щупов мультиметра к гнездам «СОМ» и»V».
4. Снять осциллограммы напряжений в точках Х1, Х2, Х3, Х5, как показано на рисунке 1.5, а так же напряжений на диодах в соответствии с рисунком 1.6. Необходимо обратить внимание на правильное подключение осциллографа для измерения напряжений на диодах в соответствии с этим рисунком. Графики сохранить для занесения в отчет по лабораторной работе.
Пульсации в схеме измеряют осциллографом стенда, используя наименьший предел для получения наибольшей точности. На осциллограммах следует показать на менее двух полных периодов измеряемого напряжения.
5. По снятым осциллограммам измерить величины пульсаций, провести измерения электрических параметров схемы для набора значений R1 и C1 = С2, заданных в таблице 1.1, заполнить таблицу, вычислить значения kП и kСГЛ. КПД выпрямителя вычислить как отношение мощности на нагрузке РВЫХ = UR2IН к мощности на входе сглаживающего фильтра РВХ = UС1IН. КПД может быть выражено в долях единицы, или в процентах.
Рисунок 1.5 – Измерение величин пульсаций осциллографом
Рисунок 1.6 – Измерение величин напряжений на диодах осциллографом
6. Построить нагрузочную характеристику, т. е. зависимость среднего значения напряжения на нагрузке от тока нагрузки, для значения емкостей фильтра С1 = С2 = 50 мкФ, пользуясь данными таблицы 1.
Таблица 1.1
-
№
Элементы схемы
R2, кОм
∞
1,6
1,0
0,51
С1 = С2, мкФ
20
50
20
50
20
50
20
50
1
UC1 , В
2
ΔUC1, В
3
ΔUC2, В
4
IН, мА
5
UR2= UН, B
6
К.П.Д.= (РВЫХ/РВХ)
7
kП
8
kСГЛ
7. Сделать выводы о влиянии величины сопротивления нагрузки (резистора R2) и емкостей конденсаторов С1 и С2 на качество фильтрации напряжения на нагрузке
1.4 Контрольные вопросы
1. Сколько диодов одновременно находится в цепи тока исследованного выпрямителя?
2 Почему напряжения на крайних выводах трансформатора должны быть одинаковыми?
3 Какова частота пульсаций на выходе выпрямителя?
4 Как влияют конденсаторы фильтра на пульсации?
5 Почему исследуемую схему применяют в сильноточных выпрямителях?
2. Лабораторная работа № 2. Исследование мостовой схемы выпрямления
2.1. Цель работы.
Целью работы является исследование однофазной мостовой схемы выпрямления со сглаживающим RC - фильтром (рисунок 4).
Рисунок 2.1 – Схема мостового выпрямителя
2.2. Теоретическая часть.
Мостовая схема выпрямления дает точно такой же результат, как двухполупериодная, но имеет более простой трансформатор с одной вторичной обмоткой, рассчитанной на напряжение U2.
Рисунок 2.2 – Схема мостового выпрямителя без фильтра и диаграммы его работы
Схема мостового выпрямителя без фильтра и ее временные диаграммы показаны на рисунке 2.2, а - е.
Пусть в первый полупериод (рисунок 2.2, а - в) напряжение U2 на выводе 1 вторичной обмотки трансформатора действует положительное по отношению к выводу 2 напряжение и ток IН проходит по цепи: вывод 1, диод VD1, RН, диод