Дослідження простого випрямляча змінного струму з котушкою індуктивності за допомогою осцилографа

джерело струму

випрямний діод

конденсатори(на 10 мкФ) (2 шт.)

котушка індуктивності(на 10 мГн)

● осцилограф

● 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 випрямного діода, двох конденсаторів та котушки індуктивності.

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

3. Вмикаємо блок живлення та переводимо його у режим змінного струму, встановлюємо на ньому вихідну напругу 2 В з частотою 1 кГц. Тепер до контактів резистора приєднуємо додаткові провідники, які дозволять нам вивести значення напруги на ньому на другий канал осцилографа. До контактів блока живлення також приєднаємо додаткові провідники — від першого каналу осцилографа. 4. Вмикаємо та налаштовуємо осцилограф.5. Аналізуємо отримані криві:

Звертаємо увагу, що сигнал з першого каналу, що візуалізує струм, який видає блок живлення, має яскраво виражену синусоїдну форму, типову для змінного струму. Сила та напрям такого струму змінюється з частотою 1000 Гц (999,9 Гц), а напруга змінюється у межах від -2,9 до +2,9 В. У той час, як крива з другого каналу, що візуалізує струм, який проходить через випрямляч, має менш виражену синусоїдну форму. Якщо порівняти цю криву з отриманими у дослідах "Дослідження кола з одним діодом за допомогою осцилографа" та "Дослідження найпростішого випрямляча за допомогою осцилографа" ми помітимо суттєво кращі показники поточної схеми випрямляча змінного струму. Якщо у двох згаданих випрямлячах (лише з діодом, та з діодом і конденсатором) на виході ми утримували пульсуючий струм, то у цьому випадку ми вже отримуємо постійний струм, але із досить значними пульсаціями у межах від 0,9 до 1,3 В з частотою 1 кГц, тобто пульсації струму становлять 0,4 В (31%), що є значно кращим показником, ніж у досліді 140.50, де пульсації напруги становили 1,6 В (80%). Вклад у роботу випрямляча діода та конденсатора описані у відповідних дослідах "Дослідження кола з одним діодом за допомогою осцилографа" та "Дослідження найпростішого випрямляча за допомогою осцилографа", а що стосується котушки індуктивності, то вона, разом із конденсаторами, працює в нашій схемі як фільтр низьких частот — пропускає лише збурення нижче певної частоти, покращуючи цим якість вихідної напруги нашого випрямляча (з метою вивчення роботи фільтра низьких частот можемо порадити провести серію дослідів зі зміною частоти змінного струму на джерелі живлення, наприклад від 50 Гц до 5 кГц; у серії таких дослідів робота фільтра стає дуже наочною).

Під час виконання досліду ми склали простий випрямляч змінного струму з випрямного діода, двох конденсаторів та котушки індуктивності, а також дослідили його роботу за допомогою осцилографа. Ми переконались, що змінний струм із частотою 1 кГц, який видає блок живлення, зазнає трансформацій після проходження через випрямляч та стає постійним із пульсаціями напруги у межах від 0,9 до 1,3 В (31%) із частотою 1 кГц.