ΑΝΟΡΘΩΤΙΚΗ ΔΙΑΤΑΞΗ ΓΕΦΥΡΑΣ ΕΠΩΝΥΜΟ ΟΝΟΜΑ Α.Μ. ΤΜΗΜΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ ΔΙΕΞΑΓΩΓΗΣ:.... /..../ 20.. ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ ΠΑΡΑΔΟΣΗΣ:.... /..../ 20.. ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε.
ΣΤΟΧΟΙ η κατανόηση της τρόπου λειτουργίας των διόδων σε μια ανορθωτική διάταξη γέφυρας η κατανόηση της επίδρασης των διαφόρων τύπων φίλτρων σε μια ανορθωτική διάταξη, ως αναφορά την κυμάτωση και την απόδοση V η κατανόηση της εσωτερικής αντίστασης (αντίστασης εξόδου r ) σε μια ανορθωτική I διάταξη η κατανόηση της επιλογής του κατάλληλου φίλτρου προκειμένου να κατασκευάσουμε ένα τροφοδοτικό συνεχούς τάσεως, όταν είναι καθορισμένη η τάση εξόδου του (V out ), η αντίσταση φορτίου R L και η επιτρεπτή κυμάτωση. ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ - ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ Βήμα 1. Υλοποιήσαμε κύκλωμα με ανορθωτική διάταξη γέφυρας (σχήμα 2.1) και βάλαμε την αντίσταση φορτίου στην μέγιστη τιμή της. Σχήμα E2.1 Κύκλωμα ΑΝΟΡΘΩΣΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ Μετρήσαμε με την τάση μεταξύ του ενός άκρου και της μεσαίας λήψης του μετασχηματιστή: V rms (V) μεταξύ του ενός άκρου και της μεσαίας λήψης του μετασχηματιστή =........ V sec (V) μεταξύ του ενός άκρου και της μεσαίας λήψης του μετασχηματιστή = 2 V rms =........ Βήμα 2-3 Υλοποιήσαμε κύκλωμα ΑΝΟΡΘΩΣΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ με τους εξής τύπους φίλτρων: Χωρίς Φίλτρο (σχήμα E2.2) Με Φίλτρο ΠΥΚΝΩΤΗ (RC) (σχήμα E2.3) Με Φίλτρο τύπου Π (C 1 >C 2 ) (σχήμα E2.4) Μετρήσαμε με βολτόμετρο και αμπερόμετρο την τάση V και ένταση I στην Αντίσταση Φορτίου R L, όταν αυτή βρίσκεται στην Μέγιστη και Ελάχιστη τιμή της. Παρακάτω έχουμε σχεδιάσει τα αντίστοιχα κυκλώματα (σχήμα E2.2 έως E2.4) συμπεριλαμβανομένων των οργάνων Αμπερόμετρο και Βολτόμετρο. - 1 -
Σχήμα E2.2 Κύκλωμα ΑΝΟΡΘΩΣΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ χωρίς Φίλτρο Σχήμα E2.3 Κύκλωμα ΑΝΟΡΘΩΣΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ με Φίλτρο ΠΥΚΝΩΤΗ (RC) Σχήμα E2.4 Κύκλωμα ΑΝΟΡΘΩΣΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ με Φίλτρο τύπου Π (C 1 >C 2 ) Με τον παλμογράφο μετρήσαμε την κυμάτωση και παρατηρήσαμε τις κυματομορφές της τάσης στα άκρα του φορτίου. Όλες οι μετρήσεις φαίνονται στον παρακάτω πίνακα E2.1. Στα διαγράμματα E2.2 έως E2.4 φαίνονται οι κυματομορφές της τάσης εξόδου και με διακεκομμένη γραμμή η πλήρης ημιτονοειδή μορφή της τάσης στο δευτερεύον του μετασχηματιστή. - 2 -
ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΦΟΡΤΙΟΥ ΤΥΠΟΣ Υ I (ma) V (Volt) ΚΥΜΑΤΩΣΗ ΔV (Volt) ( Τάση Peak-Peak ) ΑΠΟΔΟΣΗ V n 100 % Vsec ΜΕΓΙΣΤΗ ΧΩΡΙΣ Π (C 1= C 2 ) Π (C 1 >C 2 ) ΕΛΑΧΙΣΤΗ ΧΩΡΙΣ RC Π (C 1 >C 2 ) Πίνακας E2.1 Διάγραμμα E2.2 - Κύκλωμα ΑΝΟΡΘΩΣΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ χωρίς Φίλτρο - 3 -
Διάγραμμα E2.3 - Κύκλωμα ΑΝΟΡΘΩΣΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ με Φίλτρο ΠΥΚΝΩΤΗ (RC) Διάγραμμα E2.4 - ΑΝΟΡΘΩΣΗ ΓΕΦΥΡΑΣ με Φίλτρο τύπου Π (C 1 >C 2 ) Βήμα 4. Συνδεσμολογήσαμε κύκλωμα ΑΝΟΡΘΩΣΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ με Φίλτρο τύπου Π (C 1 = C 2 ) και μεταβάλαμε την αντίσταση φορτίου R L από R max έως R min. Πήραμε 8 ζεύγη τιμών V και I με βάση τα οποία χαράξαμε την ομαλή καμπύλη V = f(i ). Από την κλίση αυτής της ομαλής καμπύλης για τα διάφορα I, υπολογίσαμε την εσωτερική V αντίσταση (αντίσταση εξόδου) της διάταξης ( r ). Οι μετρήσεις και οι I υπολογισμοί φαίνονται στον παρακάτω πίνακα E2.2. Στο διάγραμμα E2.5 φαίνεται η ομαλή καμπύλη V = f (I ). - 4 -
Διάφορες τιμές της R L, από R max έως R min V I ΔV ΔI V r I R ελάχιστη Χ Χ Χ R ελάχιστη + R ελάχιστη ++ R ελάχιστη +++ R μέση R μέση + R μέση ++ R μέση +++ R μέγιστη Πίνακας E2.2 Διάγραμμα E2.5 - V = f(i ) Βήμα 5. Πήραμε μετρήσεις και υπολογίσαμε την ωμική αντίσταση του πηνίου χρησιμοποιώντας τον νόμο του Ohm και την βρήκαμε: R πηνίου1 =..... =..... Την ξαναμετρήσαμε με ωμόμετρο και την βρήκαμε: R πηνίου2 =..... Άρα καταλήγουμε ότι η ωμική αντίσταση του πηνίου είναι R πηνίου =..... Η αντίσταση αγωγής της κάθε διόδου για ρεύμα I =....... (που αντιστοιχεί στην αντίσταση φορτίου R μέση από τον πίνακα 2.2), είναι: R d =...................=...... - 5 -
Βήμα 6. α). Ξανασχεδιάσαμε στο διάγραμμα Ε2.6 την καμπύλη V = f (I ) του Βήματος 4. Πάνω στο διάγραμμα Ε2.6 τοποθετήσαμε και τα αντίστοιχα ζεύγη τιμών V και (I ) για τα άλλα φίλτρα (από τον πίνακα Ε2.1) και χαράξαμε και για αυτά τις καμπύλες V = f (I ). Διάγραμμα Ε2.6 - V = f (I ) για όλους τους τύπους φίλτρων β). Στην Ανορθωτική Διάταξη Γέφυρας συγκρίνοντας την κυμάτωση, απόδοση και εσωτερική αντίσταση για τους διάφορους τύπους φίλτρων του πίνακα Ε2.1 και λαμβάνοντας υπόψη και το διάγραμμα Ε2.6, καταλήγουμε στα εξής συμπεράσματα (ως προς κάθε φίλτρο): - 6 -