ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

4.1. С какой целью используются выпрямительные схемы с умножением напряжения?

4.2. Для питания каких устройств применяются схемы умножения?

4.3. Каково соотношение между частотой питающей сети и частотой пульсации в выпрямительных схемах с умножением напряжения?

4.4. Пояснить принцип работы выпрямительной схемы с удвоением напряжения (схемы Латура).

4.5. Каково соотношение между действующим значением входного напряжения и максимальным обратным напряжением на диоде в схемах умножения?

4.6. Перечислите достоинства и недостатки схемы Латура.

4.7. Поясните принцип работы каскадной выпрямительной схемы с утроением напряжения.

4.8. Каково соотношение между действующим значением входного напряжения и максимальным выходным напряжением в схеме учетверения?

4.9. Как зависит величина выходного напряжения в выпрямительных устройствах с умножением напряжения от емкости конденсаторов?

4.10. Из-за чего схемы умножения напряжения применяются только при малых токах нагрузки?

5 ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

5.1. Макет лабораторной работы.

5.2. Осциллограф С1-72.

6 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

6.1. Проверка подготовки студентов к лабораторной работе по вопросам самопроверки.

6.2. Ознакомиться с расположением органов управления макета (тумблеров, гнезд, переключателей) и осмыслить их назначение. Принципиальная схема макета представлена на рисунке 3.1.

6.3. Ознакомиться с измерительными приборами макета (вольтметром PV1 и миллиамперметром PA1) и определить цену деления каждого прибора.

6.4. Ознакомиться с органами управления осциллографа и осмыслить их назначение.

6.5. Включить макет.

6.6. Проверить возможность многократного умножения напряжения, для чего:

6.6.1. Собрать несимметричную схему умножения напряжения (переключатели S2 и S3 в верхнем положении).

6.6.2. При отключенном сопротивлении нагрузки вольтметром макета измерить напряжения на конденсаторах С1, С3, С1 и С3, С2 и С4. Для этого штырьки одних концов соединительных шнурков подключить к вольтметру (гнёзда Х9 – Х11), а штырьки других концов подключать к гнёздам соответствующих конденсаторов. Показания вольтметра (средние значения напряжения на нагрузке ) записать в таблицу 3.1.

Рисунок 3.1− Макет лабораторной работы. Схема электрическая принципиальная.

Таблица 3.1 - Результаты исследований и расчетов

Конденсаторы	Точки подключения вольтметра	, В	Кратность увеличения напряжения
С1	Х1 – Х3
С3	Х3 – Х6
С1 и С3	Х1 – Х6
С2 и С4	Х2 – Х7

6.6.3 Рассчитать кратность умножения напряжения по отношению к напряжению на конденсаторе С1. Результаты расчётов записать в таблицу 3.1.

6.7. Снять внешние характеристики выпрямителей с умножением напряжения, для чего:

6.7.1. Собрать несимметричную схему умножения напряжения.

6.7.2. Шнурами подключить измерительные приборы (PV1 и PA1) к конденсатору С3.

6.7.3. Устанавливать с помощью реостата и переключателя S4 значения тока нагрузки от 0 до максимального значения и заносить показания вольтметра в таблицу 3.2.

6.7.4. Повторить п. 6.7.3. для схемы утроения (гнезда Х1 – Х6) и схемы учетверения напряжения (гнезда Х2 – Х7).

6.7.5. Собрать симметричную схему удвоения напряжения, для чего переключатели S2 и S3 поставить в нижнее положение и подключить измерительные приборы к гнездам Х2 – Х5. Повторить п. 6.7.3.

Таблица 3.2 - Результаты исследований и расчетов

Несимметричная схема удвоения	, мА (РА1)
, В (РV1)
Несимметричная схема утроения	, мА (РА1)
, В (РV1)
Несимметричная схема учетверения	, мА (РА1)
, В (РV1)
Симметричная схема удвоения	, мА (РА1)
, В (РV1)

6.8. По данным таблицы 3.2 построить графики зависимости = f ( ).

6.9. Снять осциллограммы напряжений на выходе несимметричной и симметричной схем удвоения напряжения, для чего:

6.9.1. Вилку шнура питания осциллографа вставить в розетку, подключить осциллограф к гнёздам Х8 - Х1, тумблером «СЕТЬ» включить осциллограф.

6.9.2. На макете собрать несимметричную схему умножения напряжения, соединительными шнурами подключить измерительные приборы к конденсатору С3.

6.9.3. Меняя сопротивление резистора установить максимальный ток нагрузки.

6.9.4. Зарисовать осциллограмму напряжения на выходе несимметричной схемы удвоения.

6.9.5. На макете собрать симметричную схему умножения напряжения, переставить штырьки соединительных шнуров с гнёзд конденсатора С3 в гнёзда Х2 – Х5.

6.9.6. Зарисовать осциллограмму напряжения на выходе симметричной схемы удвоения.

6.10. Выключить осциллограф и макет, отключить их шнуры питания от розеток.

7 СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

7.1. Наименование лабораторной работы.

7.2. Цель работы.

7.3. Перечень приборов и оборудования.

7.4. Схема макета лабораторной работы.

7.5. Результаты измерений и вычислений (таблицы 3.1 и 3.2).

7.6. Графики зависимости = f ( ).

7.7. Осциллограммы напряжений на выходе несимметричной и симметричной схем удвоения напряжения.

7.8. Ответы на контрольные вопросы (по заданию преподавателя).

7.9. Выводы по работе.

8 КОНРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

8.1. Как зависит внешняя характеристика выпрямителя с умножением напряжения от кратности увеличения напряжения?

8.2. Из-за чего кратность увеличения напряжения, полученная экспериментально (см. таблицу 3.1), отличается от теоретической?

8.3. На выходе какой из схем удвоения (несимметричной или симметричной) частота пульсаций выпрямленного напряжения выше?

9 СОДЕРЖАНИЕ ЗАЧЁТА

Студент должен знать ответы на контрольные вопросы. Должен уметь проводить измерения, предусмотренные заданием на работу, анализировать результаты измерений.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Выпрямительные схемы с умножением напряжения применяются для питания высоковольтных маломощных потребителей постоянного напряжения, таких, как электроннолучевые трубки и фотоэлектронные умножители.

Однофазные схемы умножения бывают симметричными и несимметричными.

Принцип работы симметричной выпрямительной схемы с удвоением напряжения (схемы Латура), представленной на рисунке 3.2, заключается в следующем.

Рисунок 3.2 - Схема Латура

В два плеча выпрямительного моста включены диоды VD1 и VD2, а в два другие плеча - конденсаторы С1и С2. При положительном потенциале точки а по отношении к точке б открыт вентиль VD1и конденсатор С1 заряжается. Ток в этот полупериод переменного напряжения протекает через вторичную обмотку трансформатора, диод VD1 и конденсатор С1. В следующий полупериод при противоположном направлении переменной ЭДС (при положительном потенциале точки б по отношению к точке а заряжается конденсатор С2. Ток заряда конденсатора С2 протекает через вторичную обмотку, конденсатор С2, диод VD2. Конденсаторы С1 и С2 по отношению к сопротивлению нагрузки соединены последовательно. Поэтому напряжение на нагрузке в каждый момент времени t равно сумме напряжений и на этих конденсаторах.

Разряд конденсаторов происходит в основном через сопротивление нагрузки. Небольшая часть тока разряда протекает по цепям утечки и через обратные сопротивления вентилей. Так как напряжение на конденсаторах и сдвинуты по фазе на половину периода, то суммарное напряжение изменяется с удвоенной частотой, т.е. в этой схеме частота первой гармоники выпрямленного напряжения равна удвоенной частоте сeти.

Величина коэффициента пульсации при постоянной нагрузке обратно пропорциональна величине емкости конденсаторов. Конденсаторы С1 и С2 должны иметь достаточно большую емкость, чтобы в интервалах между их подзарядками напряжение на выходе выпрямителя уменьшилось незначительно.

Однофазные несимметричные схемы выпрямителей с умножением напряжения в два, три и шесть раз приведены на рисунке 3.3 а, б и г.

Действие первой из них (рисунок 3.3, а) заключается в следующем. В полупериод напряжения с полярностью, указанной на схеме, ток протекает через вентиль VD1 и заряжает конденсатор С1 как в схемах с емкостной реакцией нагрузки, т.е. с отсечкой тока вентиля. В следующий полупериод, когда полярность напряжения изменяется на противоположную, напряжения и суммируется и на сопротивлении нагрузки возникает пульсирующее напряжение, как показано на рисунке 3.3 б. Описание процесса упрощено тем, что зарядка и разрядка конденсаторов рассматриваются раздельно. На самом деле, в некоторой части периода наряду с зарядным током через вентиль VD1 протекает также ток нагрузки.

Здесь, как и ранее, для упрощения рассуждений сделано допущение, что ток нагрузки намного меньше зарядного тока. Описанный процесс повторяется каждый период.

Если в схеме удвоения напряжения имелось 2 конденсатора и 2 вентиля, то в общем случае для умножения в K раз требуется K вентилей и конденсаторов. При этом напряжение на нагрузке достигает номинального значения спустя K периодов выпрямленного тока. Пульсация выпрямленного напряжения в несимметричных схемах происходит с частотой, равной частоте питающего напряжения, а величина пульсаций определяется емкостью конденсаторов и сопротивлением нагрузки.

Рисунок 3.3 - Схемы выпрямителей с умножением напряжения в два раза (а), в три раза (в), в шесть раз (г); временные диаграммы, поясняющие работу схемы выпрямителя с умножением напряжения в два раза (б)