Дослідження простого випрямляча струму за допомогою осцилографа

Під час виконання досліду ми складаємо простий випрямляч змінного струму з трансформатора, чотирьох діодів та конденсатора, а також досліджуємо його роботу за допомогою осцилографа.

Обладнання та матеріали:

Компоненти Амперії:

Power supply unit

джерело струму

Diode

випрямні напівпровідникові діоди (4 шт.)

Transformer

трансформаторз осердям

Electrolytic capacitor

конденсатор(на 10 мкФ)

Fixed-value resistor

резистор(на 50 Ом)

wires

з’єднувальні провідники

Додаткове обладнання:

осцилограф

Переконуємося, що:

 змінний струм — електричний струм, сила та напрямок якого періодично змінюються з часом, на відміну від постійного струму, який не змінює напрямку та сили. Електромережі, у тому числі побутові, передають змінний струм. Однак, багатьом електричним та електронним приладам для роботи потрібен постійний струм; випрямлення — перетворення змінного струму у постійний. Випрямлення здійснюють прилади, які називаються випрямлячі, вони є важливими компонентами більшості блоків живлення. Для випрямлення використовуються пристрої, які пропускають струм тільки в одному напрямку — діоди. Зараз це майже завжди — напівпровідникові діоди; одна зі схем простого випрямляча струму складається з чотирьох діодів, конденсатора та трансформатора.

Хід досліду:

1. Беремо необхідне для проведення досліду обладнання.2. Складаємо коло за схемою:

circuit

Резистор у цьому колі служить навантаженням для випрямляча.3. Вмикаємо блок живлення та переводимо його у режим змінного струму, встановлюємо на ньому вихідну напругу 1,4 В з частотою 5 кГц. Тепер до контактів блока живлення приєднуємо додаткові провідники, які дозволять нам вивести значення напруги на ньому на перший канал осцилографа. До контактів резистора також приєднаємо додаткові провідники — від другого каналу осцилографа. 4. Вмикаємо та налаштовуємо осцилограф.5. Розглянемо покази осцилографа:

graph

Звертаємо увагу, що на цей раз ми, як і у попередньому досліді ("Дослідження діодного моста за допомогою осцилографа"), на вхід випрямляча подаємо змінний струм з частотою 5 кГц та амплітудою коливань напруги від -2 до +2 В. Чинна напруга на вторинній обмотці трансформатора дорівнює 3,88 В, але на цей раз, на відміну від попередніх дослідів, на виході ми отримуємо постійний струм із пульсаціями напруги у межах від 2 до 2,3 В. Різниця між напругою вторинної обмотки та напругою на навантаженні більша, ніж в однопівперіодного випрямляча (див. "Дослідження кола з одним діодом за допомогою осцилографа" та "Дослідження найпростішого випрямляча за допомогою осцилографа"), оскільки у кожен момент часу відбувається спад напруги на двох діодах. Такий випрямляч називають двопівперіодним, оскільки він пропускає на навантаження струм обох півперіодів вхідної напруги. Як видно за допомогою осцилографа, його пульсації помітно менші за пульсації однопівперіодного випрямляча (0,3 В у порівнянні з 1,6 В у досліді "Дослідження найпростішого випрямляча за допомогою осцилографа"), тож він, в цілому, якісніший, тому на практиці використовується частіше.

Висновок:

Під час виконання досліду ми склали простий випрямляч змінного струму з трансформатора, чотирьох діодів та конденсатора, а також дослідили його роботу за допомогою осцилографа. Ми переконалися, що змінний струм із частотою 5 кГц, який видає блок живлення, зазнає трансформацій після проходження через випрямляч та стає постійним із пульсаціями напруги у межах від 2 до 2,3 В. Також ми переконались, що така схема випрямляча є суттєво кращою, ніж перевірена нами у досліді "Дослідження діодного моста за допомогою осцилографа" — без конденсатора.