Выпрямитель - на экране

Чтобы освоить работу с осциллографом, нужны практические упражнения. Начнем с самого простого. - с источника питания на силовом трансформаторе и мостовом выпрямителе.

Прежде всего необходим трансформатор, пусть это будет китайский «ALG» с вторичной обмоткой на 12V (рис.1).


К вторичной обмотке трансформатора подключим вход осциллографа (пусть это С1-65) и мультиметр. Предварительно ручку осциллографа «Время/дел.» установим на «10». и ручку V/дел так же на «10», а переключатель входа установим в положение «-/~» (импульсный режим) И подадим на первичную обмотку переменное напряжение 220V (от электросети, соблюдая все необходимые правила электробезопасности).

Теперь сравним показания осциллографа и мультиметра. Мультиметр покажет переменное напряжение 12V (или около того), а размах синусоиды на экране осциллографа от пика до пика будет целых 34V. Зная, что амплитудное значение синусоидального напряжения равно половине размаха, а действующее, в V2 раз меньше амплитудного, вычислим действующее значение:
34/2/EXP2 = 12,02...V.
(EXP2 - корень квадратный из 2 равный 1,4)

Подключим к вторичной обмотке трансформатора мостовой выпрямитель из четырех диодов (рис. 2). К выходу выпрямителя подключим осциллограф. На его экране будет весьма интересная картинка, - нижние полуволны синусоиды как бы перевернулись и расположились по положительной оси Y. Практически, и частота колебаний увеличилась в два раза, то есть уже не 50. а 100 Гц, а размах уменьшился в два раза.

То. что видно на экране (рис. 2) принято называть пульсирующим напряжением. Но пульсирующее напряжение не годится для питаний электронной схемы, - это еще не постоянное напряжение А чтобы его сделать постоянным нужно пульсации сгладить с помощью накопительного конденсатора.

На рисунке 3 показана схема с накопительным конденсатором С1 и резистором R1 который служит нагрузкой.



Посмотрим, что нам теперь покажут приборы Мультиметр покажет что-то около 16.5V, а на экране осциллографа будет видна искривленная линия, приподнятая вверх по шкале Y на некоторую величину (рисунок 3. левая осциллограмма). По верхним пикам кривизны этой линии - на 17V Так выглядит напряжение со сглаженными пульсациями. Чтобы посмотреть величину пульсаций нужно переключить вход осциллографа на переменный ток «~» и повернуть ручку «V/дел.» в сторону уменьшения, пока пульсации не будут видны отчетливо. В данном случае, установили 0,5\//дел. (рис. 3. осциллограмма справа). Видно, что размах пульсаций равен 1V. Таким образом, на выходе нашего выпрямителя есть постоянное напряжение с пульсациями 1V.

Величина пульсаций сильно зависит от емкости сглаживающего конденсатора и от величины нагрузки. Если нагрузка увеличится (уменьшится сопротивление R1) пуль сации возрастут. Это можно проверить, заменив R1 переменным. А с увеличением емкости пульсации уменьшаются- Вот, если в этом же примере (при том же сопротивлении R1) вы параллельно С1 подключите еще один конденсатор емкостью 220мкФ, пульса- ции уменьшатся до 0.3V, а при емкости конденсатора 1000 мкФ уровень пульсаций будет менее 0.1V. Но это при сопротивлении нагрузки 1 кОм, то есть при токе нагрузки 16 миллиампер. С увеличением тока нагрузки пульсации будут увеличиваться. Именно по этому в выпрямителях, рассчитанных на большие нагрузки, используют сглаживающие конденсаторы очень большой емкости.

Другие страницы сайта