Politechnika Lubelska |
Laboratorium Elektroniki |
||
|
Ćwiczenie Nr 8 |
||
Imię i nazwisko:
|
Semestr
|
Grupa
|
Rok akad. 2009/10 |
Temat ćwiczenia: Badanie prostowników i powielaczy napięcia. |
Data wykonania
|
Ocena
|
|
Wstęp.
Układy prostownicze służą do przetwarzania prądu zmiennego na prąd stały. Do budowy tych układów używa się elementów wykazujących właściwości jednokierunkowego przewodzenia prądu np. diod lub tyrystorów. Układy prostownicze, w których stosuje się elementy prostownicze nie mające elektrod sterujących (np. diody) są prostownikami niesterowalnymi. Najczęściej spotykanymi są prostowniki jednofazowe z filtrami. Układy te znajdują szerokie zastosowanie we wszelkiego rodzaju zasilaczach sieciowych. Rzadziej spotykanymi układami są powielacze napięcia. Układy te stosuje się w przypadkach w których wymagane jest uzyskanie dużego napięcia stałego, w stosunku do napięcia otrzymywanego z sieci lub transformatora zasilającego (prostowniczego).
2. Badanie prostownika jednopołówkowego obciążonego rezystancją
2.1. Schemat do przeprowadzania pomiarów.
Rozłącznik W1 otwarty.
2.2. Tabela pomiarowa.
I |
U1 |
U2 |
t |
mA |
V |
V |
% |
30 |
3,87 |
10,4 |
37,21 |
60 |
3,84 |
10,38 |
36,99 |
90 |
3,81 |
10,24 |
37,21 |
120 |
3,77 |
10,2 |
36,96 |
150 |
3,74 |
10,3 |
36,31 |
180 |
3,71 |
10,2 |
36,37 |
210 |
3,64 |
9,98 |
36,47 |
280 |
3,58 |
9,7 |
36,91 |
330 |
3,5 |
9,6 |
36,46 |
2.3. Charakterystyka zależności U1=f(I) wartości napięcia skutecznego oraz U2=f(I) wartości napięcia średniego w funkcji prądu I.
2.4. Charakterystyka zależności wartości procentowego współczynnika tętnień t w funkcji prądu I.
3. Badanie prostownika dwupołówkowego obciążonego rezystancją
3.1. Schemat do przeprowadzania pomiarów.
Rozłącznik W1 zamknięty.
3.2. Tabela pomiarowa.
I |
U1 |
U2 |
t |
mA |
V |
V |
% |
20 |
3,87 |
10,5 |
36,86 |
40 |
3,85 |
10,4 |
37,02 |
60 |
3,83 |
10,29 |
37,22 |
80 |
3,81 |
10,3 |
36,99 |
100 |
3,79 |
10,22 |
37,08 |
120 |
3,77 |
10,2 |
36,96 |
140 |
3,76 |
10,18 |
36,94 |
160 |
3,73 |
10,1 |
36,93 |
180 |
3,71 |
10,02 |
37,03 |
200 |
3,69 |
9,9 |
37,27 |
3.3. Charakterystyka zależności U1=f(I) wartości napięcia skutecznego oraz U2=f(I) wartości napięcia średniego w funkcji prądu I.
2.4. Charakterystyka zależności wartości procentowego współczynnika tętnień t w funkcji prądu I.
4. Badanie prostownika mostkowego.
4.1. Schemat do przeprowadzania pomiarów.
4.2. Tabela pomiarowa.
I |
U1 |
U2 |
t |
mA |
V |
V |
% |
50 |
8,71 |
14 |
62,21 |
100 |
8,33 |
10,24 |
81,35 |
140 |
8,09 |
10,09 |
80,18 |
180 |
7,87 |
10 |
78,70 |
220 |
7,64 |
9,84 |
77,64 |
260 |
7,36 |
9,72 |
75,72 |
310 |
7,07 |
9,58 |
73,80 |
350 |
6,84 |
9,42 |
72,61 |
375 |
6,73 |
9,38 |
71,75 |
4.3. Charakterystyka zależności U1=f(I) wartości napięcia skutecznego oraz U2=f(I) wartości napięcia średniego w funkcji prądu I.
4.4. Charakterystyka zależności wartości procentowego współczynnika tętnień t w funkcji prądu I.
5. Badanie prostownika jednopołówkowego z filtrem LC.
5.1. Schemat do przeprowadzania pomiarów.
Rozłącznik W1 otwarty.
5.2. Tabela pomiarowa.
I |
U1 |
U2 |
t |
mA |
V |
V |
% |
40 |
7,51 |
10,18 |
73,77 |
50 |
5,75 |
10,3 |
55,83 |
60 |
5,03 |
10,3 |
48,83 |
70 |
4,53 |
10,3 |
43,98 |
80 |
3,38 |
10,24 |
33,01 |
90 |
2,45 |
10,2 |
24,02 |
100 |
1,44 |
10,18 |
14,15 |
110 |
0,95 |
10,16 |
9,35 |
120 |
0,75 |
10,12 |
7,41 |
5.3. Charakterystyka zależności U1=f(I) wartości napięcia skutecznego oraz U2=f(I) wartości napięcia średniego w funkcji prądu I.
5.4. Charakterystyka zależności wartości procentowego współczynnika tętnień t w funkcji prądu I.
6. Badanie prostownika dwupołówkowego z filtrem LC.
6.1. Schemat do przeprowadzania pomiarów.
Rozłącznik W1 zamknięty.
6.2. Tabela pomiarowa.
I |
U1 |
U2 |
t |
mA |
V |
V |
% |
50 |
10,34 |
10,5 |
98,48 |
70 |
9,24 |
10,42 |
88,68 |
90 |
8,27 |
10,41 |
79,44 |
110 |
7,12 |
10,40 |
68,46 |
130 |
6,31 |
10,40 |
60,67 |
150 |
5,16 |
10,39 |
49,66 |
170 |
4,41 |
10,38 |
42,49 |
190 |
3,49 |
10,36 |
33,69 |
210 |
2,49 |
10,30 |
24,17 |
6.3. Charakterystyka zależności U1=f(I) wartości napięcia skutecznego oraz U2=f(I) wartości napięcia średniego w funkcji prądu I.
6.4. Charakterystyka zależności wartości procentowego współczynnika tętnień t w funkcji prądu I.
7. Badanie prostownika dwupołówkowego z filtrem RC.
7.1. Schemat do przeprowadzania pomiarów.
Rozłącznik W1 zamknięty.
7.2. Tabela pomiarowa.
I |
U1 |
U2 |
t |
mA |
V |
V |
% |
50 |
9,85 |
10,5 |
93,81 |
70 |
8,77 |
10,48 |
83,68 |
90 |
7,61 |
10,42 |
73,03 |
110 |
6,39 |
10,40 |
61,44 |
130 |
5,11 |
10,40 |
49,13 |
150 |
3,88 |
10,39 |
37,34 |
170 |
2,92 |
10,37 |
28,16 |
190 |
1,94 |
10,32 |
18,80 |
210 |
0,6 |
10,28 |
5,84 |
7.3. Charakterystyka zależności U1=f(I) wartości napięcia skutecznego oraz U2=f(I) wartości napięcia średniego w funkcji prądu I.
7.4. Charakterystyka zależności wartości procentowego współczynnika tętnień t w funkcji prądu I.
8. Badanie symetrycznego podwajacza napięcia.
8.1. Schemat do przeprowadzania pomiarów.
8.2. Tabela pomiarowa.
I |
U1 |
U2 |
t |
mA |
V |
V |
% |
120 |
20,22 |
9,8 |
206,33 |
150 |
18,7 |
9,6 |
194,79 |
180 |
17,1 |
9,4 |
181,91 |
210 |
15,64 |
9,24 |
169,26 |
240 |
14,09 |
9,04 |
155,86 |
270 |
12,70 |
8,9 |
142,70 |
300 |
11,45 |
8,79 |
130,26 |
330 |
10,17 |
8,6 |
118,26 |
360 |
9,2 |
8,48 |
108,49 |
390 |
8,14 |
8,38 |
97,14 |
8.3. Charakterystyka zależności U1=f(I) wartości napięcia skutecznego oraz U2=f(I) wartości napięcia średniego w funkcji prądu I.
8.4. Charakterystyka zależności wartości procentowego współczynnika tętnień t w funkcji prądu I.
9. Badanie niesymetrycznego potrajacza napięcia.
9.1. Schemat do przeprowadzania pomiarów.
9.2. Tabela pomiarowa.
I |
U1 |
U2 |
t |
mA |
V |
V |
% |
50 |
8,56 |
8,79 |
97,38 |
80 |
7,96 |
8,62 |
92,34 |
110 |
7,16 |
8,5 |
84,24 |
140 |
6,39 |
8,4 |
76,07 |
170 |
5,53 |
8,22 |
67,27 |
200 |
4,43 |
8,1 |
54,69 |
240 |
3,41 |
7,98 |
42,73 |
290 |
2,29 |
7,8 |
29,36 |
9.3. Charakterystyka zależności U1=f(I) wartości napięcia skutecznego oraz U2=f(I) wartości napięcia średniego w funkcji prądu I.
9.4. Charakterystyka zależności wartości procentowego współczynnika tętnień t w funkcji prądu I.
Wnioski
Prostowniki są urządzeniami, które służą do przetwarzania prądu zmiennego w prąd stały. O idealnym wyprostowaniu prądu zmiennego możemy mówić wtedy, gdy wartość średnia i skuteczna tego prądu przyjmują takie same wartości oraz wartość współczynnika tętnień jest minimalna (równa 0).
Niestety napięcie stałe otrzymywane z różnych układów prostowniczych odbiega od tego idealnego. Z przeprowadzonego ćwiczenia wynika, że najmniejszy współczynnik tętnień występuje w układach dwupołówkowym z filtrem RC (5,84%) i jednopołówkowy z filtrem LC (7,41%). Zjawisko to zachodzi jednak tylko dla większych wartości prądów, czyli dla małego obciążenia, a charakterystyki współczynnika tętnień w zależności od wartości prądu przepływającego przez układ są nachylone i przyjmują wartości od bardzo dużych do bardzo małych. Natomiast prostowniki bez filtrów posiadają stałe charakterystyki t=f(I) i wynoszą odpowiednio dla prostowników: jednopołówkowego około 37%, dwupołówkowego około 37% i mostkowego około 70%. Dla tych układów również charakterystyki napięcia średniego i skutecznego w funkcji prądu są stałe i prostoliniowe. Dla układów z filtrami charakterystyki te są zmienne.
Teoretycznie to układy z filtrami powinny mieć najmniejszy współczynnik tętnień. U nas był on najmniejszy, ale tylko dla pojedynczych przypadków, ogólnie jego wartość była bardzo wysoka.
Sumując, nasze wyniki nieco odbiegają od teorii. Układy wydawały się być połączone odpowiednio. Ćwiczenie jednak przybliżyło nam zasadę działania prostowników różnego typu.
Wyszukiwarka