ТАМБОВСКОЕ ОБЛАСТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«ПРИБОРОСТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ»

Методическая разработка

для проведения лабораторной работы

«ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОПОЛУПЕРИОДНОГО

ВЫПРЯМИТЕЛЯ»

По дисциплине «Электротехника и электроника»

Разработал: Акимов Олег Станиславович, преподаватель

ТОГБПОУ «Приборостроительный колледж»,

кандидат технических наук, доцент

Тамбов

2019

2

Лабораторная работа

Тема: Исследование однополупериодного выпрямителя

Цель работы

Расширить и углубить полученные на лекциях знания по характери-

стикам и принципу работы однополупериодного выпрямителя и приобре-

сти практические навыки по исследованию данного устройства.

Содержание работы

1. Исследование эпюр напряжений на элементах схемы выпрямителя.

2. Исследование влияния фильтрующего конденсатора на форму

выходного напряжения.

Лабораторное оборудование

1. Генератор низкой частоты ГЗ-112.

2. Двухканальный осциллограф С1-83.

3. Лабораторная установка для исследования выпрямителей.

Общие сведения о порядке проведения исследований

Основным элементом всех источников питания радиоэлектронной аппа-

ратуры является выпрямитель переменного напряжения. Схема простейшего

однополупериодного выпрямителя приведена на рис.1.

Для исследования однополупериодного выпрямителя в данной лабора-

торной работе (ЛР) используется лабораторная установка для исследования

выпрямителей (ЛУИВ), внешний вид которой изображен на рис.2.

3

Рис. 1. Схема однополупериодного выпрямителя

Рис. 2. Внешний вид лабораторной установки для

исследования выпрямителей

ЛУИВ предназначена для исследования двух схем: однополупериодного

выпрямителя (левая часть установки и контрольные гнезда Х1…Х8) и двух-

полупериодного выпрямителя (правая часть установки и гнезда Х10…Х16).

4

Данные схемы выпрямителей могут быть подключены как к промышлен-

ной сети переменного тока (220 В и 50 Гц), так и к бортовой (самолетной) сети

(115 В и 400 Гц). В данной лабораторной работе обе эти сети моделирует

генератор сигналов, который подключается к контрольным точкам Х1 и Х2.

Примечание.

При

проведении

экспериментальных

исследований

все

эпюры напряжений сначала фиксируются в черновике (одном на подгруппу из

2-3 студентов), а затем после окончания работы аккуратно переносятся в

индивидуальный отчет по ЛР каждым студентом.

1. Исследование эпюр напряжений на элементах схемы

выпрямителя

Для получения эпюр напряжений на элементах схемы однополупериод-

ного

выпрямителя

необходимо

собрать

структурную

схему

исследования,

приведенную на рис. 3.

Рис. 3. Структурная схема исследования эпюр напряжений

на элементах схемы выпрямителя

В состав этой схемы входят: генератор сигналов (ГС), левая часть уста-

новки

ЛУИВ

и

осциллограф (Осц).

Поэтому

перед

началом

исследований

необходимо подготовить к работе генератор сигналов и осциллограф.

5

Подготовка осциллографа к работе

Для подготовки к работе КАНАЛА I осциллографа необходимо выпол-

нить следующие операции:

- установить полосковый металлический переключатель КАНАЛА I в

среднее положение « ┴ »;

- нажать кнопку I блока СИНХРОНИЗАЦИИ, а ручку УРОВЕНЬ устано-

вить в среднее положение;

- ручку « ↔ » установить в среднее положение, а масштаб развертки по

горизонтали «время/дел» в положение – 5 «mS»;

- ручку « ↕ » КАНАЛА I вытянуть на себя и также установить в среднее

положение;

-

установить

масштаб

амплитуды

входного

сигнала

переключателем

«V/дел» - в положение 2 «V»;

- нажать кнопку I, расположенную под переключателем КАНАЛА I;

- ручки регулировки яркости электронного луча и фокусировки его на

экране установить в крайнее правое положение;

- включить осциллограф путем выдвижения ручки включения питания

осциллографа ВКЛ (при этом должен загореться светодиод ПИТАНИЕ);

- с помощью ручек « ↔ », « ↕ » КАНАЛА I и УРОВЕНЬ установить и

засинхронизировать развертку по горизонтали в центре экрана;

- с помощью ручек регулировки яркости и фокусировки получить наибо-

лее четкое и оптимальное для визуального восприятия изображение развертки;

-

перевести полосковый

металлический переключатель

КАНАЛА

I

в

верхнее положение «=» для обеспечения режима «открытый вход».

Подготовка генератора сигналов к работе

Для подготовки генератора необходимо выполнить следующие операции:

- переключатель рода работы генератора установить в положение « ~ »;

- установить с помощью ручки «частота Hz» частоту сигнала генератора

равную 50 Hz, а галетный переключатель МНОЖИТЕЛЬ установить в положе-

ние «1», то есть установить частоту промышленной сети 50 Гц.

6

- переключатель выхода «ослабление dB» установить в крайнее правое

положение, а ручку плавной регулировки амплитуды выходного сигнала – в

крайнее левое положение.

- включить генератор тумблером «СЕТЬ ВКЛ.».

Порядок исследования эпюр напряжений

Подключить к контрольным гнездам Х1 и Х2 лабораторной установки

генератор сигналов (белый провод к Х1, черный – к Х2), а к гнездам Х3 и Х8 -

осциллограф (белый провод к Х3, черный – к Х8).

Ручкой плавной регулировки амплитуды выходного сигнала генератора

установить на экране осциллографа размах амплитуды сигнала равный 12 В

(то есть размах синусоиды по вертикальной оси - 6 клеток).

Проконтролировать (не зарисовывать) форму сигнала на выходе выпря-

мителя, при необходимости используя ручку УРОВЕНЬ для стабилизации его

на экране осциллографа. (Изображение сигнала с частотой 50 Гц на экране, как

правило, пульсирующее, поэтому зарисовывать эпюры напряжений целесооб-

разно лишь при частоте сигнала 400 Гц.)

Установить с помощью ручки «частота Hz» частоту сигнала генератора

равную 40 Hz, а галетный переключатель МНОЖИТЕЛЬ перевести в положе-

ние «10», то есть установить частоту сигнала бортовой сети 400 Гц.

Переключатель РАЗВЕРТКА осциллографа при этом перевести в поло-

жение 1 «mS» и ручкой УРОВЕНЬ добиться стабильного изображения на

экране (размах синусоиды при этом должен также быть равным 6 клеткам).

Зарисовать качественно (без сохранения строгого масштаба по горизон-

тали) эпюру входного напряжения выпрямителя (то есть напряжения перед

выпрямительным диодом) при частоте сигнала 400 Гц в черновик.

Проконтролировать и качественно зарисовать эпюру выходного напряже-

ния выпрямителя (то есть напряжения после выпрямительного диода), для чего

белый провод от осциллографа отсоединить от гнезда Х3 и подсоединить к

гнезду Х7 (при необходимости засинхронизировать изображение на экране).

7

Примечание. При оформлении отчета по ЛР необходимо зарисовать

эпюры входного и выходного напряжений (3-4 периода синусоидального сигна-

ла) одна под одной в следующей последовательности: сначала эпюра Uвх, а

затем под ней эпюра Uвых.

2.

Исследование влияния фильтрующего конденсатора на форму

выходного напряжения

Для

исследования

влияния

фильтрующего

конденсатора

на

форму

выходного напряжения используется схема, изображенная на рис. 4. Исследо-

вание проводится только при частоте входного напряжения 400 Гц.

Рис. 4. Структурная схема исследования влияния фильтрующего

конденсатора на форму выходного напряжения

Подключить осциллограф к гнездам Х7 и Х8 и добиться стабильного

изображения на экране осциллографа (на экране должно быть не менее 3-4

периодов сигнала с амплитудой 6 В, то есть три клетки по вертикали от цен-

тральной оси развертки).

Зарисовать эпюру выходного напряжения Uвых (без фильтрующего

конденсатора).

8

Подключить к резистору нагрузки Rн фильтрующий конденсатор С1

(С1 = 10 мкФ) с помощью перемычки, соединив точки Х4 и Х5, и зарисовать

эпюру выходного сигнала Uвых при подключении С1.

Подключить к Rн вместо С1 конденсатор С2 (С2 = 100 мкФ), соединив

точки Х4 и Х6, и также зарисовать эпюру сигнала Uвых при подключении С2.

После

проведения

эксперимента

выключить

генератор

сигналов

и

осциллограф и отсоединить их от лабораторной установки.

Отчет по этому пункту исследований должен содержать 3 эпюры напря-

жений, расположенных одна под одной: Uвых без фильтрующего конденсато-

ра, Uвых при подключении С1 и Uвых при подключении С2.

Содержание отчета

1.

Название

лабораторной

работы,

цель,

содержание,

лабораторное

оборудование.

2. Схема однополупериодного выпрямителя.

3. Структурная схема исследования эпюр напряжений однополупериод-

ного выпрямителя.

4. Структурная схема исследования влияния фильтрующего конденсато-

ра на форму выходного напряжения.

5. Эпюры входного и выходного напряжений схемы однополупериодно-

го выпрямителя.

6. Эпюры выходных напряжений при отсутствии и наличии фильтрую-

щих конденсаторов различной емкости.

7. Анализ результатов проведенных исследований и общие выводы по

лабораторной работе.