Теоретические основы электротехники. Часть 1, 2: методические указания к выполнению лабораторных работ
соидального источника, если частота источника 50 Гц, то период равен
0,02 с.
4.При замкнутом ключе исследовать влияние величины емкости С фильтра на качество выпрямления. Для этого записать показания приборов и снять осциллограмму выходного напряжения выпрямителя при трех значениях емкости. Показания приборов записывать в табл. 17.1.
5.Изменяя сопротивление нагрузки при отсутствии ёмкостного фильтра (ключ разомкнут) и при С=100 мкФ, снять 8–10 показаний приборов, результаты измерений записать в табл. 17.2.
6.Построить графики внешних характеристик U 0(I 0) поданным табл. 17.2.
|
|
|
|
|
Таблица 17.1 |
|
Выпрямитель |
|
Эксперимент |
|
|
Расчет |
|
|
U1 |
U0 |
U2 |
|
kП |
|
|
|
В |
В |
В |
|
- |
Однополупериодный |
|
|
|
|
|
|
Двух- |
без фильтра |
|
|
|
|
|
С = 1 мкФ |
|
|
|
|
|
|
полупериодный |
С = 10 мкФ |
|
|
|
|
|
|
С = 100 мкФ |
|
|
|
|
|
Трехфазный с нулевым проводом |
|
|
|
|
|
|
Схема Ларионова |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 17.2 |
|
U=…В, R=…Ом, С=0
U 0, В
I 0:, А
U=…В, R=…Ом, С=100мкФ
U 0, В
I 0, А
7. Собрать электрическую цепь по схеме, изображенной на рис. 17.6, записать показания приборов в табл. 17.1 и снять осциллограмму выходного напряжения выпрямителя.
8. Собрать электрическую цепь по схеме, изображенной на рис. 17.8, записать показания приборов в табл. 17.1 и снять осциллограмму выходного напряжения выпрямителя.
9. Измерить наибольшее Umax значения выходного напряжения u2(t) на осциллограммах, полученных при исследовании выпрямителей.
106
Теоретические основы электротехники. Часть 1, 2: методические указания к выполнению лабораторных работ
Вычислить значения коэффициента пульсаций по формуле (17.1) для всех проведенных экспериментов.
10. Проанализировать полученные результаты и сделать выводы по работе, ответив на вопросы:
Как объяснить понижение напряжения на выходе выпрямителя при увеличении тока нагрузки?
Почему ёмкостной фильтр изменяет форму кривой напряжения на приёмнике при изменении тока нагрузки?
Как объяснить несовпадение внешних характеристик выпрямителя при работе без фильтра и при включенном фильтре?
Содержание отчета
1.Наименование и цель работы.
2.Схема электрической цепи.
3.Ответы на вопросы подготовки к работе.
4.Осциллограммы для п.п. 2, 3, 7 и 8.
5.Табл. 17.1 и 17.2. Расчеты примеров.
Рекомендуемая литература: [2, с.50–54], [5, с.60–67], [6, с. 502–507], [7, с. 430–436].
107
Теоретические основы электротехники. Часть 1, 2: методические указания к выполнению лабораторных работ
Лабораторная работа № 18. Интегрирующий операционный усилитель
Цель работы. Исследовать поведение интегрирующего операционного усилителя (ОУ) в динамике. Построить амплитудно-частотной характеристики.
Пояснения к работе
Операционные усилители представляют собой широкополосные усилители напряжения постоянного тока, которые в определенном частотном диапазоне усиливают также и напряжения переменного тока. Это свойство ОУ используются в схемах фильтров, интегрирующих и дифференцирующих цепей и других устройствах.
Интегрирующий ОУ (интегратор) – это ОУ, на выходе которого напряжение пропорционально интегралу от входного напряжения. Интегратор является усилителем низкой частоты. Принципиальная схема интегратора напряжений показана на рис. 18.1.
|
iС |
С |
|
i |
Rвх |
- |
|
+ |
|
+ |
|
|
+ |
||
uвх |
|
uвых |
|
|
|
||
- |
|
|
- |
|
Рис. 18.1 |
|
|
Напряжения и токи этой схемы связаны уравнениями:
i iС , |
uвх i Rвх, |
uвых uС . |
Поскольку |
|
|
|
|
|
uC |
1 |
iCdt |
, |
|
|
|
|
C |
||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
то |
uвых |
|
uвхdt . |
|
|||
R |
C |
|
|||||
|
|
вх |
|
|
|
||
Коэффициент усиления:
108
Теоретические основы электротехники. Часть 1, 2: методические указания к выполнению лабораторных работ
ku 2 f 1Rвх C ,
где f – частота входного напряжения.
Зависимость коэффициента усиления от частоты, т.е. вают амплитудно-частотной характеристикой усилителя.
(18.1)
ku (f ) , назы-
Схемы электрических цепей
а) Интегрирование прямоугольного входного сигнала
Схема электрической цепи для интегрирующего ОУ показана на рис. 18.3. Выбор ОУ осуществляем согласно рис. 18.2.
Рис. 18.2
Приборы устанавливаются на измерение переменных величин напряжений. В табл. 18.1 приведены десять вариантов значений сопротивлений и емкостей.
Таблица 18.1
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
RВХ, кОм |
1,7 |
1,3 |
1 |
0,85 |
0,8 |
0,65 |
0,55 |
0,5 |
0,45 |
0,42 |
C, мкФ |
0,15 |
0,2 |
0,25 |
0,3 |
0,35 |
0,4 |
0,45 |
0,5 |
0,55 |
0,6 |
109
Теоретические основы электротехники. Часть 1, 2: методические указания к выполнению лабораторных работ
Рис. 18.3
б) Интегрирование гармонического входного сигнала с шумом
Схема электрической цепи для интегратора, на вход которого подается гармонический сигнал с шумом, изображена на рис. 18.4.
Рис. 18.4
Приборы устанавливаются на измерение переменных величин напряжений. В табл. 18.2 приведены параметры схемы, используемые в разных вариантах.
110