Laboratorium Podstaw Elektroniki Politechniki Lubelskiej

Wykonawcy: Duda Grzegorz , Szuba Krzysztof Pietrzyk Dariusz						Symbol grupy ED 4.5
Data wyk. Ćwiczenia 1997-04-21		Symbol ćwiczenia: 8		Temat zadania Prostowniki i powielacze napięcia.
	ZALICZENIE			Ocena	Data	Podpis

Cel ćwiczenia:

Zapoznanie się z działaniem prostowników różnych rodzajów ( jednopołówkowy, dwupołówkowy, mostkowy ) oraz powielaczy napięcia ( podwajacz, potrajacz ).

Przebieg ćwiczenia:

Badanie prostownika jednopołówkowego obciążonego rezystancją.

Badanie prostownika dwupołówkowego obciążonego rezystancją.

Badanie prostownika mostkowego.

Badanie prostownika jednopołówkowego z filtrem LC.

Badanie prostownika dwupołówkowego z filtrem LC.

Badanie prostownika dwupołówkowego z filtrem RC.

Badanie symetrycznego podwajacza napięcia.

Badanie niesymetrycznego potrajacza napięcia.

Przyrządy użyte w ćwiczeniu:

• woltomierz EM 0-15V;

• woltomierze ME 0-30V, 0-60V;

• miliwoltomierz lampowy;

• miliamperomierz ME 0-400mA;

• oscyloskop katodowy.

Wykonanie ćwiczenia:

Schemat 1 do punktów 1 i 2 ( w punkcie 2 W₁ zamknięty ):

1. Badanie prostownika jednopołówkowego obciążonego rezystancją.

Tabela 1

I	mA	20	40	60	80	110	130	150	200
U1	V	5.2	4.6	4.3	4	3.2	2.8	2.4	1.4
Uo	V	3.25	3	2.75	2.5	2	1.85	1.6	1
Ut	V	2.3	2.15	1.95	1.8	1.55	1.35	1.2	0.7
t	%	70.8	71.7	70.9	72.0	77.5	73.0	75.0	70.0

2. Badanie prostownika dwupołówkowego obciążonego rezystancją

Tabela 2

I	mA	40	60	80	100	120	150	180	210	250	300	400
U1	V	7.8	7.6	7.4	7.2	7	6.8	6.4	6.1	5.8	5.2	4.3
Uo	V	7	6.75	6.6	6.4	6.25	6	5.9	5.4	5	4.6	3.75
Ut	V	2.1	2.05	2	1.95	1.9	1.85	1.75	1.7	1.6	1.4	1.2
t	%	30.0	30.4	30.3	30.5	30.4	30.8	29.7	31.5	32.0	30.4	32.0

Schemat 2 do punktu 3

3. Badanie prostownika mostkowego

Tabela 3

I	mA	40	60	100	140	180	250	300	400
U1	V	9	9	8.7	8.5	8.3	8	7.7	7.2
Uo	V	8	7.9	7.75	7.5	7.3	7	6.75	6.25
Ut	V	2.4	2.4	2.35	2.3	2.25	2.15	2.1	1.95
t	%	30.0	30.4	30.3	30.7	30.8	30.7	31.1	31.2

Wykresy do punktów 1, 2 i 3:

Wykres charakterystyki U₁=f(I):

Wykres charakterystyki U₀=f(I):

Wykres charakterystyki t=f(I):

Schemat 3 do punktów 4, 5 i 6 (w punktach 5 i 6 W₁ zamknięty, w punktach 4 i 5
podłączamy L, w punkcie 6 podłączamy R₁ ):

4. Badanie prostownika jednopołówkowego z filtrem LC

Tabela 4

I	mA	25	40	70	100	150
U1	V	4.8	4.4	3.5	2.8	1.5
Uo	V	4.75	4.25	3.5	2.75	1.45
Ut	mV	5	5	5.5	5.5	5.5
t	%	0.11	0.12	0.16	0.20	0.38

5. Badanie prostownika dwupołówkowego z filtrem LC

Tabela 5

I	mA	40	80	120	170	260
U1	V	6.7	5.9	5.2	4.1	2.2
Uo	V	6.7	5.85	5.2	4	2.2
Ut	mV	3	3.5	4	4.5	5
t	%	0.04	0.06	0.08	0.11	0.23

6. Badanie prostownika dwupołówkowego z filtrem RC

Tabela 6

I	mA	40	70	120	150	250
U1	V	6	5.4	4.3	3.6	2.4
Uo	V	6	5.3	4.25	3.5	2.3
Ut	mV	40	50	55	55	55
t	%	0.67	0.94	1.29	1.57	2.39

Wykresy do punktów 4, 5 i 6:

Wykres charakterystyki U₁=f(I):

Wykres charakterystyki U₀=f(I):

Wykres charakterystyki t=f(I):

Schemat 4 do punktu 7:

7. Badanie symetrycznego podwajacza napięcia

Tabela 7

I	mA	100	150	190	250	280	310	360
Uo	V	17.2	15.6	14.2	12.2	11	10.5	9
Ut	V	0.75	0.85	0.95	1	1.05	1.05	1.05
t	%	4.36	5.45	6.69	8.20	9.55	10.00	11.67

Schemat 5 do punktu 8:

8. Badanie symetrycznego potrajacza napięcia

Tabela 8

I	mA	140	170	200	250	280	310	350
Uo	V	24.5	21.2	18.4	13.5	11	9	5.5
Ut	V	0.43	0.5	0.56	0.66	0.71	0.75	0.77
t	%	1.76	2.36	3.04	4.89	6.45	8.33	14.00

Wykresy do punktów 7 i 8:

Wykres charakterystyki U₀=f(I):

Wykres charakterystyki t=f(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.

W zbadanych układach najbardziej prostoliniowe są charakterystyki uzyskane z użyciem układów, które zawierały filtry. Przy przebiegach napięć na obciążeniu zaobserwowanych
na oscyloskopie dla tych układów dopiero przy zastosowaniu skali 50mV/cm widoczne były nieznaczne zniekształcenia, spowodowane niedokładnym wyprostowaniem. W najlepszych przypadkach współczynnik tętnień miał wartość poniżej 0,1% ( prostownik dwupołówkowy
z filtrem LC ). Najgorsze wyniki otrzymano dla prostownika jednopołówkowego bez filtra
( współczynnik tętnień powyżej 70% ). Można również zauważyć, że wartości współczynnika tętnień dla poszczególnych przypadków zawierają się w niewielkich przedziałach ( do 3%,
w skrajnych przypadkach do 7% ), w związku z tym można przyjąć, że tworzą one
w zależności od prądu obciążenia charakterystyki stałe.

Również porównując wartości napięcia stałego i skutecznego dla poszczególnych przypadków łatwo jest się zorientować, które układy są najlepsze do zastosowania.

Stosując powielacze napięcia możemy uzyskiwać zwielokrotnioną wartość napięcia wejściowego. Należy jednak zauważyć, że stosowanie powielaczy napięcia przy małym obciążeniu jest niecelowe, ponieważ przy malejącym obciążeniu maleje również krotność powielania i rośnie współczynnik tętnień.

---