LABORATORIUM Wysokich napięć			Data: 15.10.1999r.
Wykonali :			Grupa:	Zespół: II	Rok akademicki: 1999/2000
Nr ćwiczenia: 3	Temat: Badanie powielacza napięcia				Ocena i podpis:

W ćwiczeniu tym badaliśmy powielacz napięcia pracujący w układzie modelowym, zwielokratniający napięcie pięciokrotnie. Schemat elektryczny powielacza przedstawia rys.1 :

U_we U₂ U₄

U_p U_w C C

220V~ 24V~ D D D D D

50Hz

C U₁ C U₃ C U₅

1. Przebieg ćwiczenia

1. pomiar napięcia wejściowego zasilającego U_we oraz napięć wyjściowych U₁ , U₂ , U₃ , U₄ , U₅ w stanie pracy jałowej powielacza.

Uwe ∼ [V]	U1[V]	U2[V]	U3[V]	U4[V]	U5[V]
25	33	62	102	136	168

2. wykreślenie oscylogramów napięć w poszczególnych punktach pomiarowych powielacza (w stanie pracy jałowej ).

U_we U₁ U₂ U₃ U₄ U₅

c) wyznaczenie charakterystyk prądowo-napięciowych U_wy = f ( I_obc ) dla wyjść : U₃ /z powieleniem x3/ i U₅ /z powieleniem x5/ przy pracy powielacza w stanie obciążenia wg schematu :

U₃ R_s R₀

U₅

Stopień powielenia x3

Iobc	mA	27	33,5	39	42,8	43,5	45,9	49	51
U3	V	96,4	96	94	92,4	92	91,8	91	90

Stopień powielenia x5

Iobc	mA	37	39	41,5	45	50	52,9	58,9	72,2
U5	V	128	124	122	118	114	110	104	90
Uss	V	18	18,5	19	21	22,5	24	26	31

Charakterystyka U₃ = f (I₃)

Charakterystyka U₅ = f (I₅ )

3. wyznaczenie współczynnika tętnień k_t dla poszczególnych prądów obciążenia dla stopnia powielenia x5 (schemat pomiarowy jw.):

Iobc	mA	30	35	40	50	55	60	65	70	75	80
U5	V	142	136	130	120	115	110	104	100	94	90
U5sk	V	5,66	6,36	7,8	8,49	9,2	9,9	10,6	11,3	12	12,7
kt	%	0,7	4,7	6	7,1	8	9	10,2	11,3	12,8	14,1

k_t - współczynnik tętnień obliczony ze wzoru : k_t = ( U_5sk/ U₅ )⋅100%

Charakterystyka k_t = f ( I₅ )

4. wyznaczenie rezystancji wewnętrznej źródła wysokiego napięcia dla trój- i pięciokrotnego stopnia powielenia napięcia wg schematu :

I_{3 ,} I₅

R_{w3 ,} R_w5

E₃ , E₅ U_{3 ,} U₅ R₀₃ , R₀₅

R_w3 = (E₃−U₃)/I₃ R_w5 = (E₅−U₅)/I₅

Stopień powielenia x3

E3	V	110
Iobc	mA	27	33,5	39	42,5	43,5	45,9	49	51
U3	V	96,4	96	94	92,4	92	91,8	91	90
Rw3	Ω	500	418	410	414	413	396	388	392

Stopień powielenia x5

E5	V	175
Iobc	mA	37	39	41,5	45	50	52,9	58,9	72,2
U5	V	128	124	122	118	114	110	104	90
Rw5	Ω	1270	1307	1277	1266	1220	1229	1205	1177

UWAGI I WNIOSKI :

Napięcia z indeksami parzystymi mają charakter sinusoidalny i nie są one właściwymi punktami odbioru. Napięcia z indeksami nieparzystymi mają charakter stały ( oczywiście w stanie jałowym, w stanie obciążenia wzrastają tętnienia oraz obniża się wartość napięcia ).

Właściwymi zatem punktami odbioru są punkty : U₁ ,U₃ ,U₅ .

Na wartość napięcia wyjściowego ma wpływ obciążenie powielacza.

Wraz ze wzrostem obciążenia maleje napięcie wyjściowe, im większy stopień powielenia, tym napięcie spada w większym stopniu. Jednocześnie wzrasta współczynnik tętnień, który zależny jest również od stopnia powielenia, dlatego układ powielacza można stosować tylko do urządzeń o małym poborze prądu. Na ekranie oscyloskopu możliwa jest obserwacja przebiegu wyjściowego − widać tam wyraźnie wzrost zniekształceń przy wzroście prądu obciążenia.

Rezystancja wyjściowa układu w małym stopniu maleje ze wzrostem prądu obciążenia, zależy natomiast znacznie od stopnia powielenia ( dla n=3 R_w ≈400 Ω, dla n=5 R_w ≈1244Ω ) .

Należy zauważy, że aby wykorzystywać ostatni stopień powielacza musi on mieć nieparzysty stopień powielenia (wtedy napięcie wyjściowe będzie zbliżone do stałego, a nie sinusoidalnego ze składową stałą ).

4

5

t

V

Powielacz

A

---