Випрямляч

Програми: Sek II, electronics courses

Відкрити повну версію ↗

Мета

Дослідити двопівперіодний мостовий випрямляч і згладжування пульсацій конденсатором.

Установка

Джерело: синусоїда, амплітуда 10 В, 50 Гц. Міст із чотирьох діодів, навантаження 1 кОм. Згладжувальний конденсатор 100 мкФ під’єднано до навантаження через вимикач, який розімкнений. Осцилограф під’єднано до навантаження: КАН 1, 5 В/под, 5 мс/под.

Хід роботи

1. Розгляньте осцилограму на навантаженні й визначте період пульсацій.
2. Замкніть вимикач конденсатора. Щоб побачити пульсації, у меню осцилографа перемкніть КАН 1 на вхід AC, ручками встановіть 0,2 В/под і рівень синхронізації 0; оцініть розмах пульсацій.
3. У картці параметрів конденсатора встановіть 1000 мкФ і перемкніть КАН 1 на 20 мВ/под.
4. Розімкніть вимикач і видаліть крайній лівий діод — вийде однопівперіодний випрямляч.

Очікуваний результат

На навантаженні — додатні півхвилі без провалів нижче нуля. Пікове значення — близько 8,9 В: близько 1,1 В втрачається на двох відкритих діодах (на справжніх кремнієвих випрямних діодах втрачається близько 1,3 В, і пік нижчий — близько 8,7 В). Частота пульсацій — 100 Гц, тобто 2 поділки. З конденсатором 100 мкФ напруга майже стала, близько 8,5 В; пульсації — близько 0,67 В, тобто 3,4 поділки на вході AC; з 1000 мкФ — близько 0,07 В. Без одного діода залишається одна півхвиля за період, 50 Гц.

Запитання

1. Чому частота пульсацій двопівперіодного випрямляча вдвічі більша за частоту мережі?
2. Як розмах пульсацій залежить від струму навантаження?

Відповіді

1. Міст перевертає від’ємну півхвилю, тому навантаження отримує обидві півхвилі кожного періоду в тому самому напрямку. Один період джерела, 20 мс на частоті 50 Гц, дає два однакові горби, і пульсації повторюються кожні 10 мс: 100 Гц.
2. Розмах пульсацій приблизно пропорційний струму навантаження. Між піками навантаження живить лише конденсатор, і він втрачає заряд \(I \cdot \Delta t\), тому його напруга знижується на \(\Delta U \approx I \cdot \Delta t / C\), де \(\Delta t\) — не більше ніж 10 мс між піками. Для 8,5 В / 1 кОм = 8,5 мА і 100 мкФ це дає щонайбільше 8,5 мА · 10 мс / 100 мкФ = 0,85 В; установка показує 0,67 В, бо конденсатор починає знову заряджатися ще до наступного піку.