Выпрямители_отчет (Лабораторные работы с официального сайта с примерами)

Лабораторная работа №21«Исследование неуправляемых и управляемых выпрямительных устройств»ВыполнилИванов А.А.10.04.15Подп.ПроверилПетров Б.Б.10.04.15Подп.МГТУ им.Н.Э.БауманаГр.Стенд№2Цель работы – изучение принципа действия и основных характеристик однофазных неуправляемых и управляемых полупроводниковых выпрямителей и сглаживающих фильтров.1.

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДАЛабораторная работа выполняется на универсальном лабораторном стенде на лицевой панели,предназначенной для исследования неуправляемых и управляемых выпрямителей (правая часть стенда).Стенд содержит:1. Электрические схемы неуправляемых и управляемых выпрямителей. Различные схемы выпрямления получаются путем установки соответствующих перемычек между точками на лицевой панели стенда.2.

Стрелочный миллиамперметр постоянного тока.3. Цифровой вольтметр (рис. 1).4. Двухканальный (двухлучевой) осциллограф (рис. 2).5. Тумблер S1 для включения питания стенда (расположен в правом нижнем углу стенда).2. ЗАДАНИЯ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.Задание 2.1. Ознакомление с работой цифрового вольтметра и осциллографа.Лицевая панель цифрового вольтметра (мультиметра) показана на рис. 1. Здесь 1 – клавишавключения питания, 2 и 3 – измерительные входы (+ и землясоответственно), 4 – клавиша включения режима измерения постоянного напряжения DCV, 5 – клавиша включения режима измерения переменного напряжения ACV, 6 – клавиша калибровки.Рис. 1. Цифровой мультиметр GDM-8246.Лицевая панель двухканального осциллографа показана на рис. 2. Здесь 1 – клавиша включенияпитания; 2 – измерительный вход канала I (CH1); 3 – движок переключения режимов измерения (AC,DC, GND); 4 – ручка установки масштаба напряжения по вертикальной шкале экрана (на рисунке прилив в виде треугольника показывает установленный масштаб 5 В/дел); 5 – ручка плавной регулировкимасштаба по вертикали (должна быть повернута до упора против часовой стрелки); 6 – ручка развертки(масштаба по времени) устанавливает масштаб по горизонтальной оси экрана (на рисунке внизу справатреугольный прилив показывает установленный масштаб 5 мс/дел); 7 и 8 – ручки регулировки отклонения луча канала I по вертикали и горизонтали соответственно; 9 – ручка TRIG LEVEL настраивает уровень синхронизации, т.е.

позволяет добиться устойчивого (не “бегущего” по экрану) изображения сигнала; 10 – 12 – сдвижные переключатели режимов (установите их в положение 10 и 12 – CH1, 11 – AUTO).3Рис. 2. Двухканальный осциллограф ОСУ-20.Для выполнения задания необходимо:1. Включить питание вольтметра и осциллографа клавишей 1 (рис. 1 и 2).2. Подключить измерительные провода вольтметра ко вторичной обмотке трансформатора Т1(рис.

3) в контрольные точкии(полярность подключения не имеет значения).Рис. 3. Измерение напряжения на вторичной обмотке трансформатора.3. Перевести вольтметр в режим ACV (клавиша 5, рис. 1).4. Включить питание стенда тумблером S1, измерить вольтметром действующее значениенапряжения U 2 на вторичной обмотке трансформатора и занести U 2 в таблицу 1. Вычислите амплитудное значение напряжения U 2m , В(вольт.) и занесите его в таблицу 1.Примечание. Напряжение U 2 на разных стендах различное, но в любом случае оно находится вдиапазоне 16-18 В.4Таблица 1ИзмереноИзмереновольтм.осциллографомU2, ВU 2m , дел T , делU 2m , В(вольт.)Формулы для вычисленияU2  2ВычисленоT , мсU 2m , В(осц.)(U 2m , дел)  (mU ,В)дел(T , дел)  (mt ,f , Гцмс)дел1(T , мс)5.

Отсоединить провода вольтметра от вторичной обмотки трансформатора и подключить измерительный щуп осциллографа к тем же контрольным точками(полярность подключения не имеет значения).В6. Установите ручкой 4 (рис. 2) масштаб по напряжению mU  10, ручкой 6 масштаб по вределмсмени mt  5, переведите движок 3 в положение GND и ручкой 7 регулировки вертикального отклоделнения установите луч по центру экрана.Примечание. Перевод движка 3 в положение GND эквивалентен подаче нулевого напряжения навход осциллографа. Таким образом, в положении GND устанавливается исходный уровень, относительно которого измеряется входной сигнал.7. Переведите движок 3 в положение AC (alternating current), ручкой 9 (рис.

2) добейтесь устойчивого сигнала на экране осциллографа.Примечание. При переводе движка 3 в положение AC (“закрытый” вход осциллографа), наэкране отображается переменная составляющая входного сигнала. В положении DC (“открытый” входосциллографа) на экране отображается весь сигнал (сумма переменной и постоянной составляющей).8. Измерьте по экрану осциллографа амплитуду U 2m и период T синусоидального напряжения.Методические рекомендации.

Отсчитайте по экрану осциллографа (рис. 4) число делений(U 2m , дел) , соответствующее амплитудному значению напряжения, и число делений (T , дел) периодасигнала. Занесите это значение (в делениях) в таблицу 1 (графа измерено). Вычислите U 2m , В(осц.) ,T , мс и f , Гц , используя соответствующие формулы таблицы 1.9. Убедитесь, что амплитудные значения, измеренные вольтметром U 2m , В(вольт.) и осциллографом U 2m , В(осц.) практически совпадают, а измеренная частота f равна сетевой частоте 50 Гц.Задание 2.2. Исследование однополупериодного выпрямителя без фильтра.Электрическая схема цепи приведена на рис.

5, монтажная схема – на рис. 6.Рис. 5. Однополупериодный выпрямитель (электрическая схема).5Рис. 6. Однополупериодный выпрямитель (монтажная схема).Используя набор перемычек собрать схему однофазного однополупериодного выпрямителя (рис.6). Обозначения элементов схемы соответствуют обозначениям на лицевой панели стенда.Внимание.

При подключении измерительных приборов соблюдать полярность. Для миллиамперметра его входы (+ и -) отмечены на панели прибора. Для цифрового вольтметра измерительныйпровод (+) (рис. 2-2) подключить к точке(рис. 6), а нулевой провод (-)(рис. 2-3) к «земле» схемы. Для осциллографа измерительный провод подключить к точке , а «землю» осциллографа (помечена биркой ) – к любой точкестенда, отмеченной значком .Для измерения тока нагрузки используется стрелочный миллиамперметр с пределом измерения250 мA.

Напряжение на нагрузке измеряется цифровым вольтметром. Регистрация формы выпрямленного напряжения и пульсаций напряжения (формы, периода, размаха от пика до пика) производится осциллографом.2.2.1. Исследовать форму напряжения на нагрузке uн (t ) и пульсации выпрямленногонапряжения при фиксированном значении сопротивления нагрузки R11.Для выполнения задания необходимо:а) перевести вольтметр в режим измерения постоянного напряжения «DC» (рис. 1-4) и нажатьклавишу «калибровка» (рис.

1-6);Вб) для осциллографа установить масштаб по напряжению mU  10и масштаб по времениделмс(развертку) mt  5;делв) перевести сдвижной переключатель канала 1 (рис. 2-3) осциллографа в положение «Ground» иручкой регулировки вертикального положения (рис. 2-7) выставить луч осциллографа по центру экрана;г) перевести сдвижной переключатель канала 1 осциллографа в положение «DC»;д) ручку переменного резистора нагрузки R11 (на лицевой панели стенда) перевести в крайнееположение против часовой стрелки.Предъявить схему для проверки преподавателю.Включить питание стенда (тумблер S1). Ручкой осциллографа «TRIG LEVEL» добиться устойчивого изображения на экране (если самостоятельно не получается – обратитесь за помощью к преподавателю).Зарисовать (качественно, с приближенным сохранением формы сигнала) выпрямленное напряжение uн (t ) на заготовке (рис.7 а), следуя нижеприведенным рекомендациям.6Методические рекомендации.

В этом и последующих пунктах задания от Вас потребуетсяотображать на графиках форму, а также пульсации выпрямленного напряжения. Например, для однофазного однополупериодного выпрямителя форма выпрямленного напряжения изображена на рис.8 а, апульсации на рис.8 б. Отображение должно лишь качественно передавать форму сигналов, но рядом срисунком необходимо отметить:- масштабы по напряжению mU и по времени mt ;- для пульсаций период Tпульс в делениях экрана осциллографа и рассчитанное значение периодаTпульс в миллисекундах;- для пульсаций размах от пика до пика U пульс в делениях и вольтах.Рис.

7. Напряжение на нагрузке и пульсации однополупериодного выпрямителя.Рис. 8. Пример отображения выпрямленного напряжения и пульсаций.Перевести осциллограф в режим «АC». В этом режиме на экране осциллографа отображаютсяпульсации. Зарисовать их (рис.7 б) и провести вычисления периода и размаха пульсаций.2.2.2. Снять и построить внешнюю характеристику выпрямителя U н ср  f ( I н ср ) .Для этого необходимо провести 5 измерений, меняя ток нагрузки в диапазоне от 10 мA до 130мA.

Ток нагрузки изменяется переменным резистором R11 и измеряется стрелочнам миллиамперметром. Напряжение нагрузки U н ср измеряется цифровым вольтметром.Внимание. Выпрямленное напряжение U н ср на разных стендах немного отличается, но в любомслучае оно находится в диапазоне от 6 до 8 В. Если вольтметр показывает напряжение от 4 до 5 В, то вызабыли нажать на панели вольтметра клавишу калибровки (рис. 1-6). Нажмите ее для проведения корректных измерений.Методические рекомендации. Вычислите цену деления стрелочного миллиамперметра (полнаяшкала прибора соответствует измеряемому току 250 мА, таким образом ток 100 мА достигается при отклонении стрелки на 100/250=0,4 шкалы). Если изменением сопротивления R11 не удается точно установить рекомендуемые в таблице 2 токи нагрузки I н ср , то допускается провести измерения для любых7пяти точек в диапазоне 10 -130 мА, по возможности, с равномерным шагом по току.

В этом случае исправьте значения токов (10, 25, …100) таблицы 2 на получившиеся у Вас.Результаты измерений отобразить в таблице 2, внешнюю характеристику построить на рис. 9.Таблица 2U н ср , ВI н ср , мА10255075100Рис. 9. Внешняя характеристика однополупериодного выпрямителя.Отключить питание стенда тумблером S1.Задание 2.3.

Исследование двухполупериодного (мостового) выпрямителя без фильтра.Электрическая схема цепи приведена на рис. 10, монтажная схема – на рис. 11.Рис. 10. Двухполупериодный выпрямитель (электрическая схема).Рис. 11. Двухполупериодный выпрямитель (монтажная схема).8Используя набор перемычек собрать монтажную схему. Обратите внимание, она отличается отпредыдущей схемы (рис. 6) только одной перемычкой (над правым верхним углом вольтметра). Включить питание стенда.Провести измерения аналогичные разделу 2.2, пульсации и выпрямленное напряжение отобразить на рис. 12, внешнюю характеристику – на рис. 13, а измеренные показания в таблице 3.Рис. 12. Напряжение на нагрузке и пульсации двухполупериодного выпрямителя.Таблица 3U н ср , ВI н ср , мА2550100150200Рис. 13.