2. Контрольні питання

• Який електронний прилад називається напівпровідниковим діодом?

• Порівняйте струми через напівпровідниковий діод при прямому й зворотному зсуві за порядком величин. Поясните відмінність.

• Що таке струм насичення діода?

Лабораторна робота № 2 дослідження роботи однополуперіодного випрямляча

1. Мета роботи

Метою роботи є дослідження роботи однополуперіодного випрямляча.

2. Відомості, необхідні для виконання роботи

Випрямлячем називається пристрій, призначений для перетворення змінної напруги в постійну. Основне призначення випрямлячів полягає в збереженні напрямку струму в навантаженні при зміні полярності напруги, прикладеної до входу випрямляча. Існують різновиди напівпровідникових випрямлячів, що відрізняються кількістю діодів і схемою їх включення.

Найпростішим випрямлячем є схема однофазного однополуперіодного випрямляча, наведена на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Схема однофазного однополуперіодного випрямляча

Часові діаграми, що пояснюють роботу однофазного однополуперіодного випрямляча, наведені на рис. 2.2.

Якщо вхідна напруга змінюється за гармонійним законом то на інтервалі напівпровідниковий діод VD зміщений у прямому напрямку і напруга, а отже, і струм у навантажувальному резисторі повторюють форму вхідного сигналу.

На інтервалі діод зміщений у зворотному напрямку й вихідна напруга, а, отже, і струм у навантаженні дорівнюють нулю. У непарні півперіоди вхідної напруги випрямлений струм створює на навантажувальному резисторі напругу, середнє значення якої рівно:

712Equation Chapter (Next) Section 1812Equation Chapter 2 Section 1913Equation Chapter (Next) Section 1102Equation Section (Next)11211\* MERGEFORMAT (.)

Період сигналу на виході однополупериодного випрямляча рівний періоду вхідного сигналу. Максимальна зворотна напруга на діоді дорівнює амплітуді вхідної напруги:

12212\* MERGEFORMAT (.)

Спектральний склад випрямленої напруги, отриманий у результаті розкладання однополуперіодних імпульсів випрямленої напруги (мал.2.2, б) у ряд Фур'є, має вигляд:

13213\* MERGEFORMAT (.)

де – постійна складова випрямленої напруги;

– перша гармоніка вихідної напруги;

– друга гармоніка вихідної напруги.

Рис.2.2. Часові діаграми напруг на вході (а), виході (б) однофазного однополуперіодного випрямляча

Коефіцієнт пульсації, обумовлений відношенням амплітуди основної гармоніки до середнього значення випрямленої напруги, для розглянутої схеми рівний:

14214\* MERGEFORMAT (.)

З виразуя (2.4) видно, що однополуперіодний випрямляч має низьку ефективність через високу пульсацію випрямленої напруги, а тому знаходить обмежене застосування.

2. Опис лабораторного стенда

До складу лабораторного стенда входять:

• базовий лабораторний стенд;

• лабораторний модуль М1.

2. Робоче завдання

Підготуйте шаблон звіту в редакторі MS Word.

Встановіть ключ у роз’єм модуля М1 лабораторного стенда. Зовнішній вигляд модуля показаний на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Зовнішній вигляд модуля М1

Завантажте і запустіть програму Lab2(М1).vi. На екрані з'явиться зображення лицьової панелі ВП (рис. 2.2), необхідного для виконання лабораторного завдання.

Завдання. Дослідження роботи однополуперіодного напівпровід-никового випрямляча

1. Установите перемикач «К» модуля М1 у положення «1».

2. Отримайте осцилограми напруг на вході й виході однополуперіодного випрямляча. Для цього, на лицьовій панелі ВП натисніть кнопку «Измерение» і за допомогою елемента керування установите амплітуду вхідного сигналу такої величини, щоб вихідний сигнал не мав видимих викривлень і був зручний для спостереження. Скопіюйте отримані осцилограми у звіт.

3. Виміряйте й запишіть у звіт максимальне значення напруги на виході випрямляча . Для виміру використовуйте візирну лінію, положення якої змінюється повзунковим регулятором, розташованим на лицьовій панелі ВП, і цифровий індикатор для відліку рівня напруги (мал. 2.2).

Рис. 2.4. Лицьова панель ВП

4. Обчисліть і запишіть у звіт средньовипрямлене значення напруги на виході випрямляча. Для обчислень використовуйте формулу .

5. Використовуючи отримані осцилограми, порівняйте періоди зміни сигналів на вході й виході випрямляча і виміряйте максимальну зворотну напругу на діоді. Висновки й результати запишіть у звіт.

6. Вимкність ВП, для чого натисніть на лицьовій панелі ВП кнопку «Завершение работы».