Тема: Дослідження діодних випрямлячів змінного струму.

Мета: опанувати схеми для отримання вольт-амперних характеристик діодів; вивчити основні схеми випрямлячів змінного струму на напівпровідникових діодах; визначити вплив фільтрів, а також вплив опору навантаження на якість випрямленої напруги.

Порядок виконання роботи

9.1. Запустіть Electronics Workbench за допомогою ярлика.

9.2. Завдання 1: Дослідитивольт-амперні характеристики діода, стабілітрона (діода Зенера) та світлодіода (LED).

9.2.1. Складіть схему, наведену на рис. 9.1, яка дозволяє досліджувати вольт-амперні характеристики різних діодів (1N4148 – звичайний діод; 1N4733 – стабілітрон; green_LED – світлодіод).

Рис. 9.1.

9.2.2. Використовуючи осцилограми напруги на діодах як аналоги струму через ці діоди (I = U/R, де R = 1 Ohm), визначіть на збільшеній осцилограмі значення порогової напруги (U₀); внутрішнього опору R_вн діода при апроксимації його математичною моделлю виду U_д = U₀ + R_вн·I_д. Порівняйте отримані залежності U_д(I_д) для досліджуваних діодів.

9.3. Завдання 2: Дослідити роботу однопівперіодного випрямляча змінної напруги із ємнісним фільтром.

9.3.1. Складіть схему, наведену на рис. 9.2, яка моделює однопівперіодний випрямляч із ємнісним фільтром.

Рис. 9.2.

9.3.2. Змінюючи опір навантаження R_ch від 10 kOhm до 500 Ohm, при ємності фільтра С_filtr = 100 μF, зафіксувати показання вольтметрів, що вимірюють постійну U _con і змінну U_alt складові вихідної напруги. Дані звести в таблицю 9.1.

Таблиця 9.1.

де – амплітудне значення змінної складової випрямленої напруги.

9.3.3. Побудуйте залежності K_п(I_ch) і U_con(I_ch). Визначіть внутрішній опір випрямляча на середині ділянки характеристики U_con(I_ch). Змалювати осцилограми U_~(t) і U_ch(t) при R_ch = 10 kOhm і R_ch = 500 Ohm.

9.3.4. Повторіть п.п. 9.3.2÷9.3.3 при С_filtr = 100 pF. Визначіть вплив величини С_filtr на якість випрямленої напруги.

9.4. Завдання 2: Дослідити роботу двопівперіодного випрямляча змінної напруги із ємнісним фільтром.

9.4.1. Складіть схему, наведену на рис. 9.3, яка моделює двопівперіодний випрямляч із ємнісним фільтром.

Рис. 9.3.

9.4.2. Повторіть для схеми на рис. 9.3 п.п. 9.3.2÷9.3.3.

9.5. Завдання 2: Дослідити роботу двопівперіодного трифазного випрямляча змінної напруги із ємнісним фільтром.

9.4.1. Складіть схему, наведену на рис. 9.4, яка моделює двопівперіодний трифазний випрямляч (схема Ларіонова або трифазна мостова схема).

Рис. 9.4.

9.4.2. Повторіть п.п. 9.3.2÷9.3.3 при С_filtre = 100 μF і С_filtre = 100 рF.

9.4.3. Зробіть висновки щодо впливу значення С_filtre на величину K_п.