Politechnika Wrocławska Instytut Metrologii Elektrycznej	Ćwiczenie laboratoryjne nr 2	28.10.1999 r.
LESZEK MAJERZ MAREK KAROLCZAK PAWEŁ SIERADZY WOJCIECH GIERNALCZYK	Prostowanie i filtracja napięć sinusoidalnie zmiennych.	Ocena:

1. Cel ćwiczenia:

Poznanie właściwości prostowników jedno i wielo fazowych oraz wpływu filtrów na przebieg napięcia wyjściowego.

2. Spis przyrządów:

Zestaw zabudowanych prostowników i elementów o parametrach R, L, C N - 3117/IVh

Oscyloskop OS - 5020

Woltomierz magnetoelektryczny , klasa 0,5, N - 1977

Rezystor R

3. Schematy połączeń:

Schemat prostownika jednofazowego jednopołówkowego,oraz przebieg napięcia na rezystancji R:

_UR

u=Umcosωt R

0 π 2π t

Schemat prostownika jednofazowego dwupołówkowy,oraz przebieg napięcia na rezystancji R:

UR

R

0 π 2π t

Schemat prostownika sześciofazowego jednopołówkowego,oraz przebieg napięcia na rezystancji R:

U_R

U_S

0

R

_UT

U_R

t

0

-π/6 π/6 π 2π

Schemat włączenia filtru w obwód wyjściowy prostownika:

U1 U2 R(Odbiornik)

4. Napięcie zasilające (brak prostowania):

T=4⋅20ms=20ms

U_m=2,4⋅10V=24V

F=1/T=50Hz

5. Tabela pomiarowa:

Lp.	PROSTOWANIE	T	Um	UA	f	Uśr.t	Uśr.p	t
		ms	V	V	Hz	V	V
1	Jednofazowe jednopołówkowe	20	24	24	50	7,65	8	6,28
2	Jednofazowe dwupołówkowe	10	24	24	100	15,2	15	3,15
3	Trójfazowe jednopołówkowe	6	24	14	166,6	19,49	20	2,46
4	Sześciofazowe jednopołówkowe	3	24	2	333,3	22,9	24	2,09

6.Przykładowe obliczenia dla pkt.3:

• Okres: T = 1,2 cm ⋅ 5 ms/cm = 6 ms

• Częstotliwość:
  

• Amplituda napięcia: U_m = 2,4 cm ⋅ 10 V/cm = 24 V

• Amplituda pulsacji: U_A=1,4 cm ⋅ 10 V/cm=14 V

• 
  Napięcie średnie:

• Współczynnik tętnień:
  

• Błąd bezwzględny pomiaru:
  

6. Skuteczność filtrów C, L dla wybranych rodzajów prostowania napięcia, w stanie biegu jałowego oraz w stanie obciążenia rezystorem R:

W obwód prostownika jednofazowego dwupołówkowego włączono filtr C:

• Obwód bez obciążenia (bieg jałowy):

2U_m = 5,6 cm ⋅ 10 mV/cm = 0,056V

Skuteczność:

• Obwód z obciążeniem (105Ω):

2U_m=8 cm ⋅ 0,1 V/cm =0,8 V

Skuteczność:

W obwód prostownika jednofazowego dwupołówkowego włączono filtr L:

• Obwód bez obciążenia (bieg jałowy):

• nie działa

Skuteczność:

• Obwód z obciążeniem (105Ω):

2U_m=7,7 cm ⋅ 0,5 V/cm = 3,85 V

Skuteczność:

8.Wnioski:

Przeprowadzone doświadczenie udowodniło, że wzrost liczby faz oraz wzrost liczby elementów prostowniczych (diody, tyrystory) w układzie prostownika powoduje iż wartość średnia napięcia na wyjściu układu rośnie. Ze wzrostem liczby faz układów zmniejsza się wartość składowej zmiennej w napięciu wyjściowym. Różnice wyników pomiarów wartości średniej napięcia na wyjściu układów mierzonych za pomocą oscyloskopu i woltomierza wynikają z błędów odczytu i błędów bezwzględnych mierników.

W kolejnej części ćwiczenia badaliśmy wpływ układów filtrujących na wartość skuteczną składowej zmiennej na wyjściu prostowników. Zaobserwowaliśmy, iż obciążenie prostownika ma wpływ na to jaki zostanie zastosowany w układzie filtr (typu C, L). Filtry z wejściem pojemnościowym można stosować przy obciążeniach małej mocy, natomiast filtry z wejściem indukcyjnym stosuje się w układach większej mocy.

5

Prostowanie i filtracja napięć sinusoidalnie zmiennych.

PROSTOWNIK

FILTR

---