POLITECHNIKA POZNAŃSKA Wydział Elektryczny Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej Zakład Elektrotechniki Teoretycznej i Stosowanej
Przedmiot: Laboratorium Elektrotechniki Teoretycznej Ćwiczenie nr: 3 Temat: Badanie prostowników i układów filtrujących
Rok akademicki: 2011/2012 Kierunek: MiBM Studia: stacjonarne Rok studiów: 2 Semestr: 3 Nr grupy: M3 Nr podgrupy: 3	Wykonała:	Data
				Wykonania ćwiczenia	Oddania sprawozdania
				12.10.2011r.	26.10.2011r.
				Ocena:

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było poznanie zasady działania i właściwości układów prostownikowych i filtrujących.

2. Wiadomości teoretyczne

Dioda prostownicza zbudowana jest z półprzewodnika typu p oraz półprzewodnika typu n, złączonych ze sobą. Najprostszym układem prostowniczym jest układ zawierający jedną diodę. Gdy dodamy do niego kondensator otrzymamy układ z filtrem pojemnościowym. Filtry stosuje się w celu wygładzenia przebiegów tętniących, czyli tłumienia wahań wartości natężenia prądu tętniącego, płynącego z prostownika prądu przemiennego (przed odfiltrowaniem).

Prostownik jednopołówkowy z filtrem pojemnościowym

Prostownik dwupołówkowy z filtrem pojemnościowym

Mostek Graetza z filtrem pojemnościowym

3. Przebieg ćwiczenia

1. Podłączenie układu zgodnie ze schematem (wykorzystanie prostownika półokresowego).

2. Sprawdzenie układu i włączenie napięcia zasilającego oraz oscyloskopu (Napięcie zasilające U_z=220V, rezystancja opornika R₀=const).

3. Zmiana pojemności kondensatorów filtrujących C od 0 aż do wartości maksymalnej z jednoczesnym pomiarem I₀, U₀ oraz U_ξ. Zanotowanie wyników w tabeli.

4. Wymiana prostownika półokresowego na pełnookresowy. Powtórzenie czynności zapisanych w punktach 2 i 3.

5. Wymiana prostownika pełnookresowego na mostek Graetza. Powtórzenie czynności zapisanych w punktach 2 i 3.

6. Pomiar I₀, U₀ oraz U_ξ przy stałej pojemności baterii kondensatorów, lecz ze zmianą rezystancji R₀ . Zanotowanie wyników w tabeli.

4. Wyniki badań prostowników przy stałym obciążeniu oraz zmiennej wartości pojemności filtrującej C.

Ut obliczamy ze wzoru U_t²= U_ξ ²- U₀²

Rodzaj prostownika	Lp.	C	I0	U0	Uξ	Ut
				μF	A	V	V	V
	Jednopołówkowy	1	0	0,100	6,00	9,50	7,37
		2	100	0,160	9,00	11,00	6,32
		3	220	0,200	12,00	12,50	3,50
		4	320	0,220	13,00	14,00	5,20
		5	470	0,250	14,50	15,00	3,84
		6	570	0,250	15,00	15,50	3,91
		7	690	0,260	15,50	15,50	0,00
		8	790	0,265	15,50	16,00	3,97
		9	1000	0,270	15,50	16,00	3,97
		10	1100	0,270	16,00	16,00	0,00
		11	1220	0,270	16,00	16,25	2,84
		12	1320	0,275	16,00	16,50	4,03
		13	1470	0,275	16,25	16,50	2,86
		14	1570	0,275	16,25	16,50	2,86
		15	1690	0,280	16,50	16,50	0,00
		16	1790	0,280	16,50	16,50	0,00

Rodzaj prostownika	Lp.	C	I0	U0	Uξ	Ut
				μF	A	V	V	V
	Dwupołówkowy	1	0	0,200	12,00	13,50	6,18
		2	100	0,240	14,00	14,50	3,77
		3	220	0,260	15,25	15,75	3,94
		4	320	0,270	16,00	16,25	2,84
		5	470	0,280	16,50	17,00	4,09
		6	570	0,285	17,00	17,00	0,00
		7	690	0,290	17,00	17,25	2,93
		8	790	0,290	17,00	17,25	2,93
		9	1000	0,290	17,25	17,50	2,95
		10	1100	0,295	17,25	17,50	2,95
		11	1220	0,295	17,25	17,50	2,95
		12	1320	0,295	17,25	17,50	2,95
		13	1470	0,295	17,25	17,50	2,95
		14	1570	0,295	17,25	17,50	2,95
		15	1690	0,295	17,50	17,50	0,00
		16	1790	0,295	17,50	17,50	0,00

Rodzaj prostownika	Lp.	C	I0	U0	Uξ	Ut
				μF	A	V	V	V
	Mostek Graetza	1	0	0,195	11,50	13,00	6,06
		2	100	0,230	13,50	14,00	3,71
		3	220	0,255	15,00	15,25	2,75
		4	320	0,270	15,50	16,00	3,97
		5	470	0,275	16,00	16,50	4,03
		6	570	0,280	16,50	16,75	2,88
		7	690	0,280	16,50	16,75	2,88
		8	790	0,285	16,75	17,00	2,90
		9	1000	0,285	17,00	17,00	0,00
		10	1100	0,285	17,00	17,00	0,00
		11	1220	0,285	17,00	17,00	0,00
		12	1320	0,285	17,00	17,00	0,00
		13	1470	0,290	17,00	17,00	0,00
		14	1570	0,290	17,00	17,25	2,93
		15	1690	0,290	17,00	17,25	2,93
		16	1790	0,290	17,00	17,25	2,93

5. Wykresy odpowiednich zależności dla prostownika jednopołówkego.

6. Wykresy odpowiednich zależności dla prostownika dwupołówkowego.

7. Wykresy odpowiednich zależności dla mostka Graetz'a.

8. Wyniki badań prostownika jednopołówkowego przy zmiennym obciążeniu i stałej wartości pojemności filtrującej C=220μF.

Rodzaj prostownika	Lp.	C	I0	U0	Uξ	Ut
				μF	A	V	V	V
	Jednopołówkowy	1	220	0,350	8,50	10,50	6,16
		2			0,340	8,75	10,50	5,80
		3			0,330	9,00	10,75	5,88
		4			0,320	9,25	10,75	5,48
		5			0,310	9,50	11,00	5,55
		6			0,300	9,50	11,25	6,03
		7			0,290	9,75	11,25	5,61
		8			0,280	10,00	11,50	5,68
		9			0,270	10,50	11,50	4,69
		10			0,260	10,75	11,75	4,74
		11			0,250	11,00	12,00	4,80
		12			0,240	11,00	12,00	4,80
		13			0,230	11,25	12,25	4,85
		14			0,185	12,75	13,50	4,44

9. Wykresy odpowiednich zależności na podstawie powyższych danych.

10. Wnioski

Przy wykonywaniu pomiarów używaliśmy tylko połowy uzwojenia. Analizując powyższe wyniki badań oraz wykonane wykresy można śmiało stwierdzić, że wzrost wartości pojemności kondensatora wpływa na wygładzenie krzywej widocznej na ekranie oscyloskopu (czyli filtr pojemnościowy działa poprawnie). Jeśli chodzi o napięcie i natężenie to początkowo gwałtownie rosło a później stabilizowało się na określonym poziomie. Napięcie tętnień natomiast jest różne i ma wysokie skoki i spadki. Gdy ustawiliśmy stałą pojemność kondensatora a zmniejszaliśmy opór wraz z malejącym natężeniem prądu malało napięcie tętnień, natomiast napięcie początkowe rosło.

---