9.3. Однополупериодные и двухполупериодные выпрямители

Цель

1. Анализ процессов в схемах однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей.

2. Сравнение форм входного и выходного напряжения для однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей.

3. Определение среднего значения выходного напряжения (постоянной составляющей) в схемах однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей.

4. Определение частоты выходного сигнала в схемах однополупериодного выпрямителя и двухполупериодного выпрямителя с выводом средней точки трансформатора.

5. Сравнение максимальных значений выходного напряжения для схем двухполупериодного и однополупериодного выпрямителей.

6. Сравнение частот выходного сигнала для схем двухполупериодного и однополупериодного выпрямителей.

7. Анализ обратного напряжения Umax на диоде в схемах однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей.

8. Исследование работы трансформатора в схеме выпрямителя.

Краткие сведения из теории Среднее значение выходного напряжения Ид (постоянная составляющая) однополупе-риодого выпрямителя (рис. 9.7) вычисляется по формуле: Ua=Um/п. (9.3.) Значение Ud двухполупериодного выпрямителя (рис. 9.8) вдвое больше: Ud=2Um/п. (9.4.) Частота выходного сигнала f для схемы с однополупериодным или двухполупериод-ным выпрямителем вычисляется как величина, обратная периоду выходного сигнала: f = 1/Т. При этом период сигнала на выходе однополупериодного выпрямителя в два раза больше, чем у двухполупериодного. Максимальное обратное напряжение на диоде однополупериодного выпрямителя равно максимуму входного напряжения. Максимальное обратное напряжение Umax на каждом диоде двухполупериодного выпрямителя с отводом от средней точки трансформатора равно разности удвоенного максимального значения напряжения на вторичной обмотке трансформатора U2м и прямого падения напряжения на диоде Unp: Umax = U2m - Unp.

Порядок проведения экспериментов

Эксперимент 1. Исследование входного и выходного напряжения однополупери-одного выпрямителя. а). Откройте файл с9_031 (рис. 9.7). Включите схему. На вход А осциллографа подается выходной сигнал, а на вход В - входной. Зарисуйте осциллограммы в разделе "Результаты экспериментов". Измерьте и запишите максимальные входные и выходные напряжения. б). Измерьте период Т выходного напряжения по осциллограмме и запишите результат в раздел "Результаты экспериментов". Вычислите частоту выходного сигнала. в). Определите максимальное обратное напряжение Umax на диоде и запишите в раздел "Результаты экспериментов". г). Вычислите коэффициент трансформации как отношение амплитуд напряжений на первичной и вторичной обмотке трансформатора в режиме, близком к холостому ходу. Запишите результат в раздел "Результаты экспериментов". д). Вычислите среднее значение выходного напряжения Ud (постоянная составляющая). Результат запишите в раздел "Результаты экспериментов". Запишите постоянную составляющую напряжения на выходе, измеренную мультиметром.

Эксперимент 2. Исследование входного и выходного напряжении двухполупе-риодного выпрямителя с отводом от средней точки трансформатора. а). Откройте файл с9_032. (рис. 9.8). На вход А осциллографа подается выходной сигнал, а на вход В — входной. Зарисуйте полученные осциллограммы в разделе "Результаты экспериментов". Измерьте и запишите максимальные входные и выходные напряжения. б). Измерьте период Т по осциллограмме выходного напряжения и запишите результат в раздел "Результаты экспериментов". Вычислите частоту выходного сигнала. в). По осциллограмме выходного напряжения, определите максимальное обратное напряжение Umax на диоде. Запишите результат в раздел "Результаты экспериментов". г). Вычислите среднее значение Ud выходного напряжения (постоянная составляющая) Запишите результат в раздел "Результаты экспериментов". Запишите постоянную составляющую напряжения на выходе, измеренную мультиметром.

Результаты экспериментов Эксперимент 1. Исследование входного и выходного напряжения однополупери-одного выпрямителя. а).

Эксперимент 2. Исследование входного и выходного напряжения двухполупери-одного выпрямителя с отводом от средней точки трансформатора. а).

Вопросы

1. Каковы различия между входным и выходным сигналами однополупериодного выпрямителя?

2. Одинаковы ли вычисленное и измеренное мультиметром среднее значение выходного напряжения Ud?

3. Одинаковы ли частоты входного и выходного сигналов в схемах одно- и двухполупери-одного выпрямителей?

4. Как влияет падение напряжения на диоде на выходное напряжение выпрямителя?

5. Превышает ли максимальное отрицательное напряжение Umax на диоде значение, предельно допустимое для диода 1N4001?

6. Зачем необходимы трансформаторы в схемах выпрямителей?

7. Каковы различия между сигналом на входе и на выходе при двухполупериодном выпрямлении?

8. Чем отличается выходное напряжение в схемах однополупериодного и двухполупери-одных выпрямителей?

9. Сравните максимальное обратное напряжение на диодах в однополупериодном и двухполупериодном выпрямителях.

10.Одинаковы ли частоты входного и выходного напряжения двухполупериодного выпрямителя? Как они соотносятся с частотами входного и выходного напряжения для однополупериодного выпрямителя?