Лабораторная работа n 5

ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО МОСТОВОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

1.1. Исследование различных режимов работы однофазного мостового выпрямителя. Снятие его внешней характеристики.

1.2. Экспериментальное определение коэффициентов пульсации выпрямителя. Выявление роли сглаживающих фильтров.

1.3. Приобретение навыков снятия осциллограммы мгновенных значений переменных токов и напряжений.

2.ОБЪЕКТЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Схема электрической цепи.

Рис. 5.1.

2.2. Описание лабораторной установки.

Объект исследования – однофазный мостовой выпрямитель, собранный на четырех полупроводниковых диодах VD1-VD4.

Схема установки приведена на рисунке 2.1.

Согласование напряжения выпрямителя с напряжением источника однофазного напряжения (источника питания) осуществляется с помощью понижающего трансформатора TV.

Нагрузкой на выпрямитель служит 10-и ступенчатый реостат R_p1-R_p9, сопротивление которого уменьшается при повороте его рукоятки по часовой стрелке от R_н=∞ до ограничительного сопротивления R_н=R₀.

Сглаживающий фильтр типа R-С содержит резистор R и конденсатор С. подключение фильтра к выпрямителю осуществляется переводом однополюсного выключателя SA в положение «2».

Подключение установки к источнику питания осуществляется выключателем Q₁.

Постоянные составляющие тока и напряжения нагрузки измеряются амперметром РА и вольтметром РV₁ соответственно. Среднее значение переменной составляющей выпрямленного напряжения измеряется ламповым вольтметром РV₂. ламповый вольтметр подключается к источнику питания однополюсным выключателем «Сеть», расположенным на панели прибора и требует двухминутного прогрева перед началом измерений. До подключения лампового вольтметра к источнику питания следует установить с помощью переключателя наибольший предел измерения по напряжению. Все электроизмерительные приборы - переносные.

Графики мгновенных значений токов отдельных участков установки снимаются с помощью осциллографа, для подключения которого на этих участках предусмотрены резисторы R₁¸R₃.

Установка, содержащая мостовой выпрямитель, согласующий трансформатор, сглаживающий фильтр и нагрузочный реостат, собрана на стенде.

2.3. Наименование электроизмерительных приборов и их характеристика

Наименование ЭИП	Тип	Система	Род тока	Класс точности	Предел измерений	Цена деления	Конструкция

3. РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ.

3.1. Подготовить бланк протокола.

3.2. Изучить по конспекту лекций и учебникам теоретический материал.

3.3. Пройти собеседование и получить допуск к работе.

3.4. Подключить к установке амперметр РА и вольтметр РV₁.

3.5. Рукоятку нагрузочного реостата повернуть против часовой стрелки до упора, обеспечив сопротивление нагрузки R_н=∞, т.е. режим холостого хода выпрямителя.

3.6. С помощью однополюсного выключателя SA отключить от выпрямителя сглаживающий фильтр (положение «1»).

3.7. Подключив установку к источнику питания с помощью выключателя Q₁, измерить ток I и напряжение U нагрузки. Результаты измерения внести в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Без R–С фильтра

U, В

I, А

С R–С фильтром

U, В

I, А

3.8. Постепенно уменьшая сопротивление нагрузки R_н, внести результаты измерения тока I и напряжения U для 10 значений R_н в табл. 5.1.

3.9. Поворотом рукоятки нагрузочного реостата вернуть установку в режим холостого хода и включить выключателем SA сглаживающий фильтр (положение «2»). Измерить ток I и напряжение U нагрузки. Результаты измерения внести в табл. 5.1.

3.10. Повторить п. 3.8. данного лабораторного задания.

3.11. Установить нагрузочным реостатом ток нагрузки I≈ 0,5I_макс. Подключить подготовленный к измерению ламповый вольтметр РV₂ (см. п. 2.2) параллельно нагрузке. Измерить постоянную U_ и переменную U~ составляющие напряжения нагрузки. Результаты измерений внести в табл. 5.2.

Таблица 5.2

Фильтр отключен	Фильтр включен
Измерено	Вычислено	Измерено	Вычислено
U_, В	U~, В	Um, В	q	U_, В	U~, В	Um, В	q

Испытание провел студент________________________________

Результаты испытаний просмотрены________________________

3.12. Выключить сглаживающий фильтр и измерить U_ и U~. Результаты измерений внести в табл. 5.2.

3.13. Отключить установку от источника питания. Отсоединить вольтметры РV₁ и РV₂ от установки. Отключить сглаживающий фильтр. Подключить осциллограф к источнику питания однополюсным выключателем «Сеть», расположенном на панели прибора. Вращая ручки «Яркость» и «Фокус», добиться установки на его экране хорошо видимой тонкой горизонтальной линии.

Вновь подключить установку к источнику питания и установить с помощью нагрузочного реостата ток нагрузки I≈ 0,5I_макс.

3.14. Подключая вход «Y» осциллографа поочередно к резисторам R₁¸R₃, наблюдать, а затем зарисовать осциллограммы тока в первичной, вторичной обмотках трансформатора и анодного тока диода. Осциллограммы следует наблюдать и зарисовывать при одинаковом среднем значении тока нагрузки и одинаковом усилении осциллографа.

3.15. Подключить вход «Y» осциллографа к нагрузке. Наблюдать, а затем зарисовать осциллограммы напряжения на нагрузке при выключенном и включенном сглаживающем фильтре. Осциллограммы, как и в п.3.14 следует снимать при одинаковом среднем значении тока нагрузки и одинаковом усилении осциллографа.

3.16. По данным табл. 5.1. построить в одной координатной системе внешние характеристики выпрямителя U=f(I) при выключенном и включенном сглаживающем фильтре.

3.17. Рассчитать амплитуду переменной составляющей U_m и коэффициент пульсаций q выпрямленного напряжения при выключенном и включенном сглаживающем фильтре. Результаты расчетов внести в табл. 5.2.

Расчетные формулы:

3.18. Нанести на осциллограммы токов и напряжений соответствующие оси координат

3.13. Сформулировать и записать выводы по работе.

4. Контрольные вопросы.

4.1. Объясните работу полупроводникового диода.

4.2. Какие существуют схемы выпрямителей однофазного тока?

4.3. Начертите мостовую схему однофазного выпрямителя и поясните ее работу.

4.4. В какой зависимости находятся переменное напряжение на входе выпрямителя и выпрямленное напряжение на нагрузке?

4.5. По каким параметрам следует подбирать тип полупроводниковых диодов?

4.6. Что называется внешней характеристикой выпрямителя? Объясните вид характеристики.

4.7. Что называется коэффициентом пульсации?

4.8. Объясните работу RС фильтра.

Дата добавления: 2015-08-27