Politechnika świętokrzyska
Laboratorium elektrotechnika
Ćwiczenie nr. 4
Zespół nr. 1
Data ćw. 29.10.2012

1. Wstęp teoretyczny:

Prostownik jest układem którego zadaniem jest przetworzenie energii sieci zasilającej prądu zmiennego na energię prądu stałego. Prostownik dzielimy na półokresowe (jednopołówkowe) i pełno okresowe(dwupołówkowe). Podstawowymi elementami układów prostowniczych są diody. Dioda jest w zasadzie elektronicznym równoważnikiem zaworu jednokierunkowego możliwy jest w niej przepływ prądu tylko w jednym kierunku( przewodzenia lub zaporowym)ponieważ jest zbudowana ze złącza p-n. Dioda idealna w kierunku zaporowym powinna mieć nieskończenie dużą rezystancję i zerową w kierunku przewodzenia. Niestety taki obraz diody nie istnieje w rzeczywistości dioda ma właściwości nieco inne niż idealna. Taką cechą jest przede wszystkim spadek napięcia w kierunku przewodzenia, która jest prawie stała niezależna od wartości prądu płynącego przez diodę.

Dioda prostownicza a) symbol graficzny b)rzeczywista ch-ka diody c)idealna ch-ka diody

Najprostszy układ prostowniczy składa się z jednej diody półprzewodnikowej która jest wpięta układ napięcia przemiennego. Jeśli założymy, że jest to dioda idealna to będzie przepuszczała tylko dodatnie połówki sinusoidy gdyż wówczas na anodzie diody jest wyższy potencjał niż na katodzie i dioda jest spolaryzowana w kierunku przewodzenia (oczywiście wtedy gdy U_g>0.6V). Pomimo prostoty jest rzadko stosowany ponieważ są duże straty energii wyniku blokowania ujemnej połówki. Z powyższych powodów stosowany jest w tylko w układach o niewielkiej mocy np. w zasilaczach impulsowych małych mocy.

a)przebieg napięcia na rezystancji obciążenia b) schemat prostownika

Kolejnym układem prostownika dwupołówkowego jest układ mostkowy (mostek Graetza). W układzie tym umożliwia wykorzystanie mocy źródła napięcia przemiennego przez cały okres.

a)przebieg napięcia na rezystancji obciążenia b) schemat prostownika

Spis przyrządów:

typ	ustrój
woltomierz	elektromagnetyczny
woltomierz	elektromagnetyczny
woltomierz	magnetoelektryczny
amperomierz	elektromagnetyczny
amperomierz	magnetoelektryczny
watomierz	elektrodynamiczny
oscyloskop	analogowy

Schemat:

Charakterystyki:

Uzyskane Wzorcowe

Prostownik jedno-połówkowy obciążenie R

prostownik jedno-połówkowy obciążenie RC

Prostownik dwu-połówkowy obciążenie R

prostownik dwu-połówkowy obciążenie RC

1. Tabela Pomiarowa

Lp.	Włącznik	Uz [V]	Iz [A]	Pz [W]	Iśr [A]	Uśr [V]	Usk [V]	Ut [V]	Wt	ή	Rodzaj prostownika
1	W2-otw. W1-otw.	70	6	3	-	31	49	37,95	1,224	-	Prostownik jednopołówkowy
2	W2-otw. W1-zam.	70	31	15	15	31	49	37,95	1,224	0,406
3	W2-zam. W1-otw.	70	20	6	-	66	69	20,12	0,305	-
4	W2-zam. W1-zam.	70	41	17	18	37	51	35,10	0,949	0,406
5	W2-otw. W1-otw.	70	-	2	-	63	71	32,74	0,519	-	Prostownik dwupołówkowy
6	W2-otw. W1-zam.	70	38	27	31	62	70	32,5	0,524	0,89
7	W2-zam. W1-otw.	70	9	3	-	93	94	13,68	0,147	-
8	W2-zam. W1-zam.	70	51	30	35	67	72	26,36	0,393	0,89

1. Wzory i przykładowe obliczenia

Dla 6 przypadku (W2-otw. | W1-zam.)

U_t=$\sqrt{{U_{\text{sk}}}^{2} - {U_{sr}}^{2}}$

U_t=$\sqrt{35^{2} - 31^{2}}$= $\sqrt{264} = 16,25$

$$w_{t} = \frac{\sqrt{{U_{\text{sk}}}^{2} - {U_{sr}}^{2}}}{U_{sr}}$$

$$w_{t} = \frac{\sqrt{264}}{31} = 0,524$$

U_m = 70

1. Wnioski

Ćwiczenie miało na celu zapoznanie się z działaniem układów prostowniczych jednopołówkowego i dwupołówkowego.

Po zasileniu układu z transformatora bezpieczeństwa na oscyloskopie ukazały się załączone przebiegi napięć które okazały się nieznacznie różnić od przypadków idealnych. W przypadkach z włączonym do układu filtrem w postaci kondensatora współczynnik tętnień był wyraźnie niższy.

Patrząc na wyniki pomiarów i obliczeń jasno widać również, iż prostownik dwupołówkowy ma dużo mniejszy współczynnik tętnień niż prostownik jendopołówkowy co oznacza, że ma lepszą jakość wyprostowanego napięcia. Ćwiczenie