Laboratorní cvičení č.10 Název: Měření na usměrňovačích. Zadání: 1) Navrhněte jednocestný usměrňovač, jsou-li na výstupu požadovány následující parametry. Uss=……V Ivýst= …..A p=5% 2)Navrhněte můstkový usměrňovač, jsou-li na výstupu požadovány následující parametry. Uss=……V Ivýst= …..A p=5% Zobrazte pomocí osciloskopu průběhy napětí na odporové zátěži připojené k jednocestnému a dvoucestnému usměrňovači. Všechny průběhy vyneste ve správných velikostech a jednotkách do grafu, porovnejte s teoretickými předpoklady. Popis měřeného předmětu: Zde bude uvedeno: Základní parametry usměrňovací diody včetně zapojení pouzdra, kterou jste použili v měření. Základní parametry můstkového usměrňovače včetně zapojení pouzdra, kterého jste použili v měření.Popis funkce jednocestného a dvoucestného usměrňovače.
Teoretický rozbor: a) Jednocestný usměrňovač Ivýst
D1
Uef
~
Zn
Uss
C1
R1
Uss1=12V Ivýst1= 500mA p1=5% C= (600 * Ivýst)/(p*Uss) Legenda: Uss- stejnosměrné napětí (V) Ivýst – proud výstupní (mA) p – činitel zvlnění (%) C – kapacita filtračního kondenzátoru (μF) Umax- vrcholová hodnota sinusového napětí střídavého zdroje Uef – efektivní hodnota sinusového napětí střídavého zdroje
C1= (600 * Ivýst1)/(p1*Uss1)= (600*500)/(5*12)=5000 μF => 4,7mF U kondenzátoru je tak nutné určit napětí kondenzátoru, které je dáno vztahem U max =Uef*√2 Uef=12V Umax =Uef*√2=12*1,41=16,9V => 25V Zvolil jsem tety kondenzátor 4.7mF/25V Je nutné také určit parametry usměrňující diody: URRM>2*Umax URRM=2*16,9=33,8V => 50V Diodu volíme na mezní proud (čím větší je kapacita filtračního kondenzátoru tím s větší rezervou dimenzujeme proud diodou) IFAV> Ivýst
500mA => 1A
b) Můstkový usměrňovač Ivýst
C1 Uef
~
Zn
Uss
R1
Uss2=12V Ivýst2= 500mA p2=5%
C= (300 * Ivýst)/(p*Uss) Legenda: Uss- stejnosměrné napětí (V) Ivýst – proud výstupní (mA) p – činitel zvlnění (%) C – kapacita filtračního kondenzátoru (μF) Umax- vrcholová hodnota sinusového napětí střídavého zdroje Uef – efektivní hodnota sinusového napětí střídavého zdroje
C2= (300 * Ivýst2)/(p2*Uss2)= (300*500)/(5*12)=2500 μF => 2,2mF U kondenzátoru je tak nutné určit napětí kondenzátoru, které je dáno vztahem U max =Uef*√2
Uef=12V Umax =Uef*√2=12*1,41=16,9V => 25V Zvolil jsem tety kondenzátor 2.2mF/25V
Je nutné také určit parametry usměrňující diody: URRM>2*Umax URRM=2*16,9=33,8V => 50V Diodu volíme na mezní proud (čím větší je kapacita filtračního kondenzátoru tím s větší rezervou dimenzujeme proud diodou) IFAV> Ivýst
500mA => 1A
Schéma zapojení a) Jednocestný usměrňovač XSC1 G T
A
XMM1
MP1
D1
+
0.594 1N4007GP ZN
GND
B
12 V 50 Hz 0Deg
A
R1
DC 1e-009 C1 4700uF-POL
50% 50 _LIN Key = Space
GND
b) Můstkový zesilovač XSC1 G T
A
B
GND
XMM1
MP1 V1 12 V 60 Hz 0Deg
3N246
2
4
+
D1
0.548
1
3
A
R1
DC 1e-009 C1 2200uF-POL
50% 50 _LIN Key = Space
GND
Seznam použitých přístrojů: Zde bude uvedeno – označení přístroje ve schématu,název, typ,parametry (třída přesnosti, vnitřní odpor a atd), inventární číslo
Popis postupu měření: V programu Multisim sestavíme schéma zapojení s hodnotami a typy součástek, které odpovídají teoretickým výpočtům. Nejdříve nastavíme velikost střídavého napětí na zdroji V1 (hodnota střídavého napětí odpovídá hodnotě požadovaného stejnosměrného napětí). Hodnotu odporu na výstupu usměrňovače nastavíme tak, aby proud rezistorem odpovídal zadání.
Hodnotu proudu si ověříme na ampérmetru MP1. Po nastavení požadovaného odběru stejnosměrného proudu změříme hodnotu stejnosměrného napětí U ss měřícím přístrojem XMM1. Tímto přístrojem lze také změřit efektivní hodnotu zvlněného napětí Uzv.Pomocí osciloskopu XSC1 zobrazíme průběh stejnosměrného napětí a zároveň určíme vrcholovou hodnotu stejnosměrného napětí Umax.
Tabulky: Seznam naměřených hodnot:
Jednocestný usměrňovač Umax1 =…….V Uzv1 = ……..V Ivýst1 = .…….A Uss1 = ……..V Můstkový usměrňovač Umax2 =…….V Uzv2 = ……..V Ivýst2 = .…….A Uss2 = ……..V Legenda: Umax – vrcholová hodnota stejnosměrného napětí Uzv – efektivní hodnota střídavé složky stejnosměrného napětí Ivýst – stejnosměrný proud Uss – stejnosměrné napětí
Grafy: Požadavky – čitelnost, přehlednost, název grafu, popis os včetně jednotek, legendu
Jednocestný usměrňovač – Průběh stejnosměrného napětí
Můstkový usměrňovač – Průběh stejnosměrného napětí
Vyhodnocení: Zde bude uvedeno: Výpočet zvlnění stejnosměrného zdroje: pm=Uzv/Uss *100
(%)
pm – zvlnění stejnosměrného zdroje
Jednocestný usměrňovač pm1=Uzv1/Uss1 *100 pm1= % Můstkový usměrňovač pm2=Uzv2/Uss2 *100 pm2=
%
- zhodnocení výsledků měření - porovnání výsledků měření s teoretickým rozborem - popsat chyby, kterých jste se dopustili během měření a případně navrhnou způsob jejich odstranění - popsat co vám měření této úlohy přineslo - z jakých informačních zdrojů jste čerpali - co vám činilo největší potíže
