Индивидуальное задание
Напряжение на нагрузке
U0= 5 В, если N – чет; U0= 15 В, если N – нечет;
Ток нагрузки
I0=
,
мA,
где N – номер студента по журналу;
Порядок выполнения работы
1 Изучить теоретические сведения.
2 Произвести расчет схемы однополупериодного выпрямителя согласно индивидуальному заданию и выше приведенным формулам. По результатам расчета выбрать конкретный тип диода и конденсатора.
3 Исследование работы однополупериодного выпрямителя.
3.1 Собрать в Multisim схему исследования, представленную на рисунке 4. Используемые приборы: источник переменного напряжения (AC_Power), общий корпус (GROUND), полупроводниковый диод (DIODE), резистор (RESISTOR_RATED), виртуальный конденсатор (CAPASITOR_RATED), амперметр (AMMETER_V), вольтметр (VOLTMETER_V), осциллограф (XSC).
Рисунок 4 – Схема исследования однополупериодного выпрямителя
3.2 На схеме выбрать реальный тип диода (согласно расчета). Напряжение вторичной источника питания, сопротивление резистора нагрузки и конденсатора установить согласно расчетным U2, Rн, C1. Конденсатор С1 отключить от схемы.
3.3 Исследование однополупериодного выпрямителя без сглаживающего фильтра.
3.3.1 Запустить процесс моделирования в Multisim схемы однополупериодного выпрямителя без сглаживающего фильтра.
3.3.2 Получить осциллограммы входного и выходного сигналов. Через кнопку «Просмотр графиков/ Данные анализа» главной панели инструментов получить доступ на результаты работы осциллографа. Произвести необходимые установки графиков для обеспечения качественного вида осциллограмм.
3.3.3 Скопировать в отчет осциллограммы для каждого из входных сигналов.
3.3.4 Измерить показания вольтметра и амперметра в режиме AC (переменного тока) и в режиме DC (постоянного тока). Выбор режима работы производится в свойствах прибора на вкладке «Параметры». Результаты расчетов и измерений занести в таблицу 2.
Таблица 2 – Результаты расчета и измерений
Значения |
U0, В |
I0, А |
ε |
Q |
||
DC |
AC |
DC |
AC |
|||
Расчетное |
15 |
- |
0,072 |
- |
– |
– |
Без фильтра |
14.600 |
17.817 |
0,070 |
0.086 |
|
– |
С фильтром: |
|
|
|
|
|
|
–С1 |
17.499 |
16.143 |
0.084 |
0.078 |
|
|
– 10 С1 |
36.467 |
5.812 |
0.175 |
0.028 |
|
|
– 100 С1 |
44.866 |
0.806 |
0.216 |
3.873 |
|
|
3.3.5 Рассчитать коэффициент пульсаций εвх= U0 DC/U0 AC, полученное значение занести в таблицу 2.
3.4 Исследование однополупериодного выпрямителя с сглаживающим фильтром.
3.4.1 Подключить конденсатор С1 к схеме. Установить значение емкости равной 0,1 от расчетной. Запустить процесс моделирования в Multisim.
3.4.2 Получить осциллограммы входного и выходного сигналов. Через кнопку «Просмотр графиков/ Данные анализа» главной панели инструментов получить доступ на результаты работы осциллографа. Произвести необходимые установки графиков для обеспечения качественного вида осциллограмм.
3.3.3 Скопировать в отчет осциллограммы для каждого из входных сигналов.
3.3.4 Измерить показания вольтметра и амперметра в режиме AC (переменного тока) и в режиме DC (постоянного тока). Результаты расчетов и измерений занести в таблицу 2.
3.3.5 Рассчитать коэффициент пульсаций εвых= U0 DC/U0 AC, полученное значение занести в таблицу 2.
3.3.6 Рассчитать коэффициент сглаживания q=εвх/εвых, полученное значение занести в таблицу 2.
3.3.7 Установить значение емкости равной расчетной. Запустить процесс моделирования в Multisim. Повторить п. 3.4.2–3.3.6.
3.3.8 Установить значение емкости равной 10 от расчетной. Запустить процесс моделирования в Multisim. Повторить п. 3.4.2–3.3.6.
4 Сравнение осциллограмм при разных значениях емкости фильтрующего конденсатора C1.
4.1 Нажать кнопку «Просмотр графиков/ Данные анализа». Создать новый график: «Файл»→«Новый».
4.2 Перейти на первую вкладку (измерение без фильтра). Выбрать правой кнопкой «Копировать график».
4.3 Перейти к вкладке вновь созданного графика и правой кнопкой «Вставить график».
4.4 Перейти на вторую вкладку (измерение с емкостью C1). Выделить линию соответствующую выходному сигналу. Правой кнопкой выбрать «Копировать» и в появившемся окне указать вновь созданный график.
4.5 Перейти на третью вкладку (измерение с емкостью 10 C1). Выделить линию соответствующую выходному сигналу. Правой кнопкой выбрать «Копировать» и в появившемся окне указать вновь созданный график.
4.6 Перейти на четвертую вкладку (измерение с емкостью 100 C1). Выделить линию соответствующую выходному сигналу. Правой кнопкой выбрать «Копировать» и в появившемся окне указать вновь созданный график.
4.7 Перейти на вкладку вновь созданного графика и изменить цвета добавленных линий. Произвести необходимые установки для обеспечения качественного вида. На каждой из линий указать значение C1 и q. Скопировать новый график в отчет.
4.8 Сделать выводы о влиянии на работу выпрямителя сглаживающего фильтра.