II Elektryczny	Mariusz Mordalski Rafał Matys	Data 1994-12-09
Grupa ćwiczeniowa 5	PROSTOWNIKI	Ocena

1. Wprowadzenie i cel ćwiczenia

Prostowanie zmiennych przebiegów elektrycznych ma na celu przekształcenie ich w przebiegi
o jednowartościowym znaku (dodatnie lub ujemne). Do prostowania używa się różnych układów prostowniczych, a ich podstawowymi elementami są diody. Dioda prostownicza jest to element półprzewodnikowy (stosowane są też diody lampowe), który przewodzi prąd tylko w jednym kierunku. Idealna dioda w kierunku przewodzenia ma rezystancję równą zero, a w kierunku zaporowym dążącą do nieskończoności. W praktyce jest jednak inaczej dioda posiada pewną małą rezystancję w kierunku przewodzenia a w kierunku zaporowym płynie niewielki prąd. Pomimo tych uchybień diody doskonale nadawają się jako elementy prostownicze, jednak kształt wyprostowanego napięcia zależy od sposobu połączenia diod, inaczej od rodzaju zastosowanego prostownika. Celem ćwiczenia jest pokazanie zmian napięcia sinusoidalnego poddanego prostowaniu przez różne układy prostownicze.

2. Układ pomiarowy :

2.1 Znaczenie symboli graficznych umieszczonych na przyrządach:

- magnetoelektryczny - reaguje na wartość średnią

- elektromagnetyczny - reaguje na wartości skuteczne

- elektrodynamiczny - reaguje na wartości skuteczne

2.2 Przyrządy pomiarowe:

Amperomierz elektromagnetyczny : A₁, A₂
Amperomierz magnetoelektryczny : A₃
Woltomierz elektrodynamiczny : W
Woltomierz elektromagnetyczny : U₁, U₂
Woltomierz magnetoelektryczny : U₃

3. Tabela pomiarowa :

Rodzaj	Rodzaj	pomiary									obliczenia
prostownika	obciążenia	U1	I1	I2	I3	U2	U3	U4	P	kksz		ksz
		V	A	A	A	V	V	V	W	--		--
1- fazowy półokresowy	R = 360 Ω C = 35 mF	53 53	0.13 0.31	0.12 0.31	0.08 0.15	9 12	25 43	67 67	5 8	1.62 2.06		1.43 0.60
1- fazowy pełnokresowy	R = 360 Ω C = 35 mF	53 53	0.18 0.35	0.18 0.35	0.16 0.20	13 15	47 58	70 70	9.5 12.5	1.12 1.75		1.08 0.55
3- fazowy półokresowy	R = 360 Ω C = 35 mF	53 53	0.20 0.13	0.34 0.21	0.22 0.21	16 15	65 61	70 70	15 13.5	0.90 0.61		0.97 1.49
3- fazowy pełnokresowy	R = 360 Ω C = 35 mF	53 53	0.34 0.46	0.41 0.56	0.41 0.41	30 30	120 120	125 125	49 50.5	0.82 1.12		1.02 0.75

4.Obliczenia :

Współczynnik kształtu - K_ksz

Np.

Współczynnik szczytu - K_sz

Np.

5.Wnioski :

Na rysunku 1b) przedstawiono wykres napięcia na wyjściu prostownika jednofazowego półokresowego. Przedstawiona sinusoida nie posiada ujemnej części przebiegu - została ona obcięta przez diodę.
Z wykresu widać, że są miejsca gdzie napięcie jest równe zero (połowa okresu). Współczynnik tętnień jest bardzo duży a napięcie oscyluje w granicach od zera do wartości maksymalnej.

Rysunek 1a) przedstawia napięcie na wyjściu prostownika jednofazowego pełnookresowego.W porównaniu do poprzedniego rysunku brak jest długich przerw gdzie napięcie jest równe zero. W wyniku zastosowania prostownika pełnookresowego wolne miejsca wypełnione zostały przebiegiem „ujemnym”, który poprzednio był obcinany. Napięcie nadal oscyluje od zera do wartości maksymalnej lecz ze zdwojoną częstotliwością. Wzrasta tymsamym wartość średnia napięcia.

Przy prostowaniu napięcia trójfazowego półokresowo stosujemy trzy diody a na ich wyjściu otrzymujemy przebieg z rysunku 2b). Ponieważ prostowanie napięcia trójfazowego w bardzo wyraźny sposób zmniejsza jego pulsację, rośnie mocno jego wartość średnia - zbliża się do wartości maksymalnej.

Prostowanie napięcia trójfazowego prostownikiem pełnookresowym prowadzi do dalszego zmniejszania pulsacji napięcia ( ponieważ następuje zagęszczenie „wierzchołków sinusoid”) rośnie wartość napięcia średniego, bardzo mocno zbliżając się do wartości maksymalnej.

Sam przebieg staje się coraz bardziej zbliżony do wykresu napięcia stałego.Dobitnym tego dowodem jest zmienna zwana współczynnikiem szczytu,dla obliczeń teoretycznych wynosi 1.05 - w ćwiczeniu uzyskaliśmy 1.02 - jest to podyktowane błędami pomiarowymi i niewielką różnicą pomiędzy U_m a U. Podsumowując można stwierdzić, że aby otrzymać z przebiegu sinusoidalnego napięcie stałe musimy stosować prostowniki pełnookresowe oraz układy wielofazowe

---