I Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest poznanie budowy i zasady działania prostownika jednofazowego pełnookresowego z dwoma elementami prostowniczymi oraz prostownika jednofazowego pełnookresowego w układzie mostkowym, a także wyznaczenie charakterystyk zewnętrznych obu prostowników (w przypadku obciążenia typu ,,R*).

II Wykonanie ćwiczenia.

1.Badanie prostownika jednofazowego pełnookresowego z dwoma elem. prostowniczymi.

Układ pomiarowy:

Spis przyrządów :

• Tr 1 - transformator sieciowy z wyprowadzonym środkiem w uzwojeniu wtórnym

• A 1 - amperomierz ME do pomiaru średniego prądu jednej diody

• A 2 - amperomierz EM do pomiaru skutecznej wartości prądu jednej diody

• A 3 - amperomierz ME do pomiaru średniego prądu obciążenia

• A 4 - amperomierz EM do pomiaru skutecznej wartości prądu obciążenia

• V 1 - woltomierz EM do pomiaru napięcia fazowego

• V 2 - woltomierz ME do pomiaru wartości średniej napięcia wyprostowanego

• V 3 - woltomierz EM do pomiaru skutecznej wartości napięcia wyprostowanego

• V 4 - woltomierz lampowy WL 2c do pomiaru skutecznej wartości napięcia tętnień

• R₀ - rezystor wodny

• R₁ - bocznik do obserwowania przebiegu prądu diody

• Osc - oscyloskop katodowy do obserwacji przebiegów w wyróżnionych punktach układu

a) Wyniki pomiarów napięćdla stanu jałowego prostownika:

Uf [V]	U0[V]	USK[V]	Ut [V]	t% [%]
	2Uf / π	Uf		Ut / U0
	wyniki uzyskane z obliczeń
48	43,21	48	20,9	48,4
	wyniki uzyskane z pomiarów
	42.5	48,2	20,8	48,9

b) Wyniki pomiarów przy wyznaczaniu charakterystyki zewnętrznej prostownika :

ISK d	A	0	0,05	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
Id	A	0	0,25	0,13	0,19	0,25	0,32	0,38	0,45	0,51	0,57	0,63
I0=2Id	A	0	0,1	0,25	0,4	0,5	0,65	0,8	0,9	1,05	1,15	1,3
ISK	A	0	0,1	0,25	0,4	0,55	0,7	0,8	1	1,1	1,25	1,4
U0	V	42,5	42,5	42,5	42	41,5	41	40,5	40,1	40	40	40
USK	V	48,2	48,2	48,2	48	48	48	47	47	47	47	47
Ut	V	20,8	20,8	20,6	20,4	20,3	20,2	20	19,88	19,86	19,7	19,5
U	V	48,2	48,2	48,2	48,2	48,2	48,2	48,2	48,2	48,2	48,2	48,2
t	%	48,9	48,9	48,5	48,6	48,9	49,3	49,4	49,6	49,7	49,8	49,9

Charakterystyki prostownika jednofazowego pełnookresowego z dwoma elementami prostowniczymi :

Rys. 1 Charakterystyka :U₀ = f ( I₀ )

Rys. 2 Charakterystyka : t_% = f ( I₀ )

2.Badanie prostownika jednofazowego pełnookresowego w układzie mostkowym

Układ pomiarowy:

a) Wyniki pomiarów napięćdla stanu jałowego prostownika:

Uf [V]	U0[V]	USK[V]	Ut [V]	t% [%]
	2Uf / π	Uf		Ut / U0
	wyniki uzyskane z obliczeń
100	90.1	100	43.38	47.8
	wyniki uzyskane z pomiarów
	86,5	100	41,6	48,1

b) Wyniki pomiarów przy wyznaczaniu charakterystyki zewnętrznej prostownika :

I0	A	0	0,14	0,25	0,32	0,39	0,45	0,52	0,57	0,64
ISK	A	0	0,25	0,5	0,65	0,87	0,95	1,1	1,2	1,35
U0	V	86,5	86	86	85	85	84	84	83	83
USK	V	100	99	99	98	98	96	96	96	96
Ut	V	41,6	41,5	41,1	41	40,9	40,6	40,5	40,2	40,1
t	%	48,1	48,3	47,8	48,2	48,1	48,3	48,2	48,4	48,3

Charakterystyki prostownika jednofazowego pełnookresowego w układzie mostkowym :

Rys. 3 Charakterystyka : U₀ = f ( I₀ )

Rys. 4 Charakterystyka : t_% = f ( I₀ )

III. Wnioski.

Z przeprowadzonych pomiarów napięć dla stanu jałowego prostownika możemy wywnioskować, że wiadomości teoretyczne sprawdziły się, gdyż wartości pomierzone napięć bardzo niewiele różnią się od wartości uzyskanych z pomiarów. Na podstawie wykreślonej charakterystyki U₀ = f ( I₀ ) Rys. 1 możemy stwierdzić że napięcie wyjściowe badanego prostownika wraz ze wzrostem prądu obciążenia nieco maleje od wartości 42,5V do 40V i po uzyskaniu prądów większych od 0,9A już pozostaje stałe. Nie udało się zaobserwować zakrzywienia charakterystyki ponieważ zakresy przyrządów pomiarowych nie pozwalały uzyskać prądów znamionowych użytych w ćwiczeniu diód prostowniczych. Obserwując charakterystykę t_% = f ( I₀ ) Rys. 2 widzimy, że wzrost prądu obciążenia powoduje nieznaczny wzrost współczynnika tętnień t_% . Dalszy wzrost prądu obciążenia z pewnością powodowałby wzrost współczynnika tętnień. Można temu zapobiec poprzez stosowanie filtrów wygładzających napięcie wyprostowane, co też w praktyce jest stosowane.

W układzie mostkowym charakterystyka U₀ = f ( I₀ ) Rys. 3 opada od napięcia 86,5V do wartości 83V, dla ostatnich punktów pomiarowych obserwujemy stablilizację napięcia na odbirorniku na poziomie 83V. Wykres zależności t_% = f ( I₀ ) Rys. 4 jest prawie linią prostą, wartość współczynnika tętnień jest dość duża i powoli rośnie wraz ze wzrostem prądu obciążenia, niemniej w porównaniu z układem z punktu pierwszego jest ona nieco mniejsza.

Jak wynika z przeprowadzonych pomiarów badane układy charakteryzuje duży współczynnik tętnień napięcia wyjściowego rosnący wraz ze wzrostem obciążenia oraz bardzo niewielka stabilność napięcia, pomimo że nie były one obciążane znacznymi prądami. Wykorzystanie tych układów do zasilania urządzeń elektronicznych, czy też elektrycznych jest raczej nie realne ze względu na wymienione wcześniej wady, ponieważ każde urządzenie do stabilnej pracy potrzebuje stabilnego zasilania, czego nie zapewniają badane układy. Natomiast po zastosowaniu odpowiednich filtrów dolnoprzepustowych (opartych o elementy pojemnościowe bądź indukcyjne) dołączanych równolegle do wyjścia prostownika, których zadaniem jest wygładzanie napięcia wyprostowanego możemy już wykorzystać do zasilania innych urządzeń.

A₁

A₄

A₃

A₂

V₂

V₃

V₄

V₁

R₁

R₀

D₁

D₂

Tr 1

1

2

5

6

3

4

220 V V

50 Hz

U₀ [V]

I₀

[A]

t_% [%]

I₀

[A]

A₁

A₄

V₂

V₃

V₄

R₀

Tr .2.

220 V

50 Hz

U₀ [V]

I₀

[A]

t_% [%]

I₀

[A]

---