Лабораторная работа выполняется на универсальном стенде. В работе используется накладная панель, на которой изображена схема однофазного выпрямителя с нулевым выводом от вторичной обмотки трансформатора. Стенд позволяет исследовать работу выпрямителя на активную нагрузку без фильтра, а также с емкостным и индуктивным фильтрами.
Исследование работы выпрямителя с емкостным фильтром проводится с использованием левой части накладной панели (рис.8). Для этого необходимо нажать кнопку «1» на панели управления, находящейся в верхней части стенда.
При выполнении работы подключение и отключение конденсатора фильтра С фильтра осуществляется с помощью ключа S2. Кнопка переключения ключа S2 расположена на панели управления. Изменение сопротивления нагрузки осуществляется с помощью ручки Rн, расположенной справа от накладной панели.
В левой части накладной панели имеются гнезда (контрольные точки) для подключения штекера осциллографа (от гнезда УЗ на панели управления):
X1 - для наблюдения напряжения на выходе трансформатора;
Х2 - для наблюдения и измерения напряжения на выходе выпрямителя;
Х4 - для наблюдения и измерения напряжения на нагрузке.
Наблюдение за напряжением и измерение его величины осуществляется с помощью осциллографа.
Рис. 8.
Рис. 9.
Исследование работы выпрямителя с индуктивным фильтром проводится с использованием правой части накладной панели (рис.9). Для этого необходимо нажать кнопки «2» и « a = 3о» на панели управления стенда.
При выполнении работы подключение и отключение индуктивного фильтра осуществляется с помощью ключа S1, кнопка переключения которого расположена на панели управления стенда. Изменение сопротивления нагрузки осуществляется с помощью ручки Rн, расположенной справа от накладной панели.
В правой части накладной панели имеются гнезда:
Х1- для наблюдения напряжения на выходе трансформатора;
Х2 – для наблюдения и измерения напряжения на выходе выпрямителя;
Х4 – для наблюдения и измерения напряжения на выходе фильтра.
Внимание
Перед каждым измерением необходимо проверить находится ли луч на экране осциллографа на нулевом уровне. На этом уровне луч должен находиться после переключения тумблера на панели осциллографа в положение «земля» (^). Если после переключения этого тумблера луч не находится на нулевом уровне, его необходимо выставить вращением ручка на панели осциллографа, обозначенной как « ».
Измерение напряжения проводится по осциллограмме с использованием шкалы вертикальной развертки. Величина напряжения рассчитывается по соотношению
U = Km/5,
где m – число малых делений шкалы вертикальной развертки на экране осциллографа между измеряемой точкой осциллограммы и нулевым уровнем, К – положение риски на тумблере вертикальной разветки.
Порядок выполнения эксперимента
и обработки результатов
1. Исследование работы выпрямителя на активную нагрузку
(ключ S2 разомкнут)
1.1. При замкнутом ключе S1 и одном из крайних положений ручки Rн на правой стороне панели управления зафиксировать на кальке осциллограмму напряжения на выходе выпрямителя (штекер осциллографа устанавливается в гнездо Х2). По осциллограмме измерить максимальное значение напряжения. Повторить измерение максимального напряжения при другом крайнем положении ручки Rн. При этих измерениях нижние точки осциллограммы должны находиться на нулевом уровне.
Результаты измерений занести в табл.1.
2. Исследование работы выпрямителя с емкостным фильтром
(ключи S1 и S2 замкнуты)
2.1. При двух крайних положениях ручки Rн зафиксировать на кальке осциллограммы напряжения на выходе выпрямителя (в гнезде Х2) и нагрузки (в гнезде Х4). По осциллограммам измерить максимальные и минимальные напряжения (в максимальных и минимальных точках осциллограммы). Периодически проводить проверку нахождение на экране осциллографа луча на нулевом уровне при отключении фильтра (при размыкании ключа S2).
Результаты измерений занести в табл.1.
Таблица 1
Результаты исследования работы выпрямителя
с емкостным фильтром
Измеряемые или рассчитываемые параметры
При отключенном фильтре
При подключении фильтра
На входе фильтра
На выходе фильтра
Rнmax
Rнmin
Rнmax
Rнmin
Rнmax
Rнmin
1. Измеренная величина напряжения в максимуме осциллограмм, Umax, В
2. Измеренная величина напряжения в минимуме осциллограммы, Umax, В
3. Расчетная величина напряжения, Uср, В
4. Расчетное значение коэффициента пульсации напряжения
3.Исследование работы выпрямителя с индуктивным фильтром
3.1 При замкнутом ключе S1 и одном из крайних положений ручки Rн на правой стороне панели управления зафиксировать на кальке осциллограмму напряжения на выходе выпрямителя (штекер осциллографа устанавливается в гнездо Х2). По осциллограмме измерить максимальное значение напряжения. Повторить измерение максимального напряжения при другом крайнем положении ручки Rн. При этих измерениях нижние точки осциллограммы должны находиться на нулевом уровне.
Результаты измерений занести в табл.2.
3.2. При разомкнутом ключе S1 и при двух крайних положениях ручки Rн зафиксировать на кальке осциллограммы напряжения на выходе выпрямителя (в гнезде Х2) и нагрузки (в гнезде Х4). По осциллограммам измерить максимальные и минимальные напряжения. Периодически проводить проверку нахождение на экране осциллографа луча на нулевом уровне при отключении фильтра (при размыкании ключа S2).
Результаты измерений занести в табл.2.
Таблица 2
Результаты исследования работы выпрямителя
с индуктивным фильтром
Измеряемые или рассчитываемые параметры
При отключенном фильтре
При подключении фильтра
На входе фильтра
На выходе фильтра
Rнmax
Rнmin
Rнmax
Rнmin
Rнmax
Rнmin
1. Измеренная величина напряжения в максимуме осциллограмм, Umax, В
2. Измеренная величина напряжения в минимуме осциллограммы, Umax, В
3. Расчетная величина напряжения, Uср, В
4. Расчетное значение коэффициента пульсации напряжения
4. Обработка результатов эксперимента
4.1. Рассчитать величину среднего значения напряжения на нагрузке при работе выпрямителя на активную нагрузку и при наличии фильтров. Результат расчета занести в табл.1 и 2.
Расчет проводить по соотношению
Uср = 0,5(Umax + Umin),
где Umax и Umin – соответственно величины максимальных и минимальных напряжений, замеренные по осциллограмме.
4.2. Рассчитать величину коэффициента пульсации выходного напряжения при работе выпрямителя на активную нагрузку и при наличии фильтров. Результаты расчета занести в табл.1 и 2.
Расчет проводить по соотношению
.
4.3. Рассчитать величину постоянной компоненты выпрямленного напряжения по соотношению
Ud = 0,9 Umax = 1,27 Umax,
где Umax – величина в максимуме напряжения на осциллограмме при работе выпрямителя на активную нагрузку. Рассчитанную величину сравнить с величиной среднего напряжения в нагрузке при работе выпрямителя на индуктивную нагрузку.
4.4. Дать объяснение результатов измерений и расчетов.
При окончательном оформлении отчета определить, какое из крайних положений ручки Rн соответствует максимальному и минимальному значениям сопротивления нагрузки.
».
.
Umax = 1,27 Umax,