Electronică STUDIUL FENOMENULUI DE REDRESARE FILTRE ELECTRICE DE NETEZIRE

Σχετικά έγγραφα
REDRESOARE MONOFAZATE CU FILTRU CAPACITIV

LUCRAREA 2 REDRESOARE ŞI MULTIPLICATOARE DE TENSIUNE

CIRCUITE DE REDRESARE ŞI FILTRARE

Fig Impedanţa condensatoarelor electrolitice SMD cu Al cu electrolit semiuscat în funcţie de frecvenţă [36].


Electronică Analogică. Redresoare

REDRESOARE CU DIODE SEMICONDUCTOARE

Problema a II - a (10 puncte) Diferite circuite electrice

4. Măsurarea tensiunilor şi a curenţilor electrici. Voltmetre electronice analogice

L7. REDRESOARE MONOFAZATE

1.7. AMPLIFICATOARE DE PUTERE ÎN CLASA A ŞI AB

M. Stef Probleme 3 11 decembrie Curentul alternativ. Figura pentru problema 1.


Componente şi Circuite Electronice Pasive. Laborator 3. Divizorul de tensiune. Divizorul de curent

Lucrarea Nr. 5 Circuite simple cu diode (Aplicaţii)

Electronică Analogică. Redresoare -2-

3. REDRESOARE Probleme generale

V O. = v I v stabilizator

Stabilizator cu diodă Zener

Cap.4. REDRESOARE MONOFAZATE

Electronică anul II PROBLEME

Ovidiu Gabriel Avădănei, Florin Mihai Tufescu,

Curs 10 Funcţii reale de mai multe variabile reale. Limite şi continuitate.

Diode semiconductoare şi redresoare monofazate

Componente şi Circuite Electronice Pasive. Laborator 4. Măsurarea parametrilor mărimilor electrice

3. REDRESOARE CU MULTIPLICAREA TENSIUNII

Analiza în curent continuu a schemelor electronice Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 1 electronica.geniu.ro

a. 11 % b. 12 % c. 13 % d. 14 %


Curs 4 Serii de numere reale

SURSE DE ALIMENTARE ŞI FILTRE

Analiza funcționării și proiectarea unui stabilizator de tensiune continuă realizat cu o diodă Zener

5.5. REZOLVAREA CIRCUITELOR CU TRANZISTOARE BIPOLARE

FENOMENE TRANZITORII Circuite RC şi RLC în regim nestaţionar

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor X) functia f 1

COMPARATOARE DE TENSIUNE CU AO FĂRĂ REACŢIE

Metode iterative pentru probleme neliniare - contractii

i R i Z D 1 Fig. 1 T 1 Fig. 2

Figura 1. Caracteristica de funcţionare a modelului liniar pe porţiuni al diodei semiconductoare..

Curs 2 DIODE. CIRCUITE DR

Metode de interpolare bazate pe diferenţe divizate

L2. REGIMUL DINAMIC AL TRANZISTORULUI BIPOLAR

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor

Lucrarea 5. Sursa de tensiune continuă cu diode

wscopul lucrării: prezentarea modului de realizare şi de determinare a valorilor parametrilor generatoarelor de semnal.

(a) se numeşte derivata parţială a funcţiei f în raport cu variabila x i în punctul a.

VII.2. PROBLEME REZOLVATE

Ovidiu Gabriel Avădănei, Florin Mihai Tufescu,

Redresoare monofazate cu filtru C

RĂSPUNS Modulul de rezistenţă este o caracteristică geometrică a secţiunii transversale, scrisă faţă de una dintre axele de inerţie principale:,

Aplicaţii ale principiului I al termodinamicii la gazul ideal

Circuite electrice in regim permanent

CIRCUITE LOGICE CU TB

2.1 Amplificatorul de semnal mic cu cuplaj RC

Planul determinat de normală şi un punct Ecuaţia generală Plane paralele Unghi diedru Planul determinat de 3 puncte necoliniare

Sisteme diferenţiale liniare de ordinul 1

5. FUNCŢII IMPLICITE. EXTREME CONDIŢIONATE.

DISTANŢA DINTRE DOUĂ DREPTE NECOPLANARE

L1. DIODE SEMICONDUCTOARE

5.4. MULTIPLEXOARE A 0 A 1 A 2

MARCAREA REZISTOARELOR

Lucrarea Nr. 11 Amplificatoare de nivel mare

Lucrarea nr. 5 STABILIZATOARE DE TENSIUNE. 1. Scopurile lucrării: 2. Consideraţii teoretice. 2.1 Stabilizatorul derivaţie

7. AMPLIFICATOARE DE SEMNAL CU TRANZISTOARE

Circuite cu tranzistoare. 1. Inversorul CMOS

CAPITOLUL 3. STABILIZATOARE DE TENSIUNE

a. Caracteristicile mecanice a motorului de c.c. cu excitaţie independentă (sau derivaţie)

Dioda Zener şi stabilizatoare de tensiune continuă

III. Serii absolut convergente. Serii semiconvergente. ii) semiconvergentă dacă este convergentă iar seria modulelor divergentă.

TEORIA CIRCUITELOR ELECTRICE

PROBLEME DE ELECTRICITATE

Aparate de măsurat. Măsurări electronice Rezumatul cursului 2. MEE - prof. dr. ing. Ioan D. Oltean 1

Curs 14 Funcţii implicite. Facultatea de Hidrotehnică Universitatea Tehnică "Gh. Asachi"

CIRCUITE CU DZ ȘI LED-URI

Capitolul 6 6. SURSE DE ALIMENTARE DE CURENT CONTINUU

Seminar 5 Analiza stabilității sistemelor liniare

V.7. Condiţii necesare de optimalitate cazul funcţiilor diferenţiabile

Fig. 1 A L. (1) U unde: - I S este curentul invers de saturaţie al joncţiunii 'p-n';

SIGURANŢE CILINDRICE

Proiectarea filtrelor prin metoda pierderilor de inserţie


5. Circuite electrice liniare în regim periodic nesinusoidal Elemente introductive

Integrala nedefinită (primitive)

Exemple de probleme rezolvate pentru cursurile DEEA Tranzistoare bipolare cu joncţiuni

4. DIRIJAREA TENSIUNII REDRESATE

L3. TRANZISTORUL CU EFECT DE CÂMP TEC-J

CIRCUITE CU PORŢI DE TRANSFER CMOS

W-metru. R unde: I.C.Boghitoiu, Electronica peste tot, Editura Albatros, 1985

L.2. Verificarea metrologică a aparatelor de măsurare analogice

IV. CUADRIPOLI SI FILTRE ELECTRICE CAP. 13. CUADRIPOLI ELECTRICI

Măsurări în Electronică şi Telecomunicaţii 4. Măsurarea impedanţelor

LUCRAREA NR. 1 STUDIUL SURSELOR DE CURENT

SERII NUMERICE. Definiţia 3.1. Fie (a n ) n n0 (n 0 IN) un şir de numere reale şi (s n ) n n0

Definiţia generală Cazul 1. Elipsa şi hiperbola Cercul Cazul 2. Parabola Reprezentari parametrice ale conicelor Tangente la conice

L6. PUNŢI DE CURENT ALTERNATIV

riptografie şi Securitate

Cap.5. REDRESOARE TRIFAZATE

REDRESAREA CURENTULUI ALTERNATIV

AMPLIFICATOR CU TRANZISTOR BIPOLAR ÎN CONEXIUNE CU EMITORUL COMUN

Subiecte Clasa a VII-a

Transcript:

STDIL FENOMENLI DE REDRESARE FILTRE ELECTRICE DE NETEZIRE Energia electrică este transportată şi distribuită la consumatori sub formă de tensiune alternativă. În multe aplicaţii este însă necesară utilizarea tensiunilor continue. Transformarea puterii de curent alternativ în putere de curent continuu se realizează cu ajutorul circuitelor de redresare. Dintre numeroasele tipuri de redresoare existente, în această lucrare vor fi studiate redresoarele monoalternanţă necomandate. Teoria lucrării În fig. sunt reprezentate cele mai simple circuite de redresare care utilizează diode semiconductoare, cu ieşirea pe rezistor şi formele de undă ale tensiunilor corespunzătoare. Cele trei tipuri de redresoare sunt: redresorul monoalternanţă (.a), redresorul dublă alternanţă cu priză mediană (.b) şi redresorul dublă alternanţă în punte (.c). Fig. a) Redresorul monoalternanţă; b) Redresorul bialternanţă cu priză mediană; c) Redresorul bialternanţă în punte; d) Forma tensiunii de intrare; e) Tensiunea redresată monoalternanţă; f) Tensiunea redresată bialternanţă Redresarea monofazată monoalternanţă Fie ui sin ω t valoarea instantanee a tensiunii alternative care se aplică circuitului din fig..a. Valoarea medie a tensiunii pe rezistenţa de sarcină se determină din relaţiile de definiţie pentru valoarea medie, cu forma tensiunii din fig..e: T / tdt T sin ω () π π Limitele de integrare sunt cuprinse între şi T/ deoarece dioda conduce numai în alternanţa pozitivă. Valoarea medie a curentului prin sarcină este: I () π Puterea de curent continuu absorbită de sarcină reprezintă puterea utilă şi se determină

cu relaţia: Pu I (3) π De la reţea se va absorbi putere numai pe durata unei semiperioade, cât dioda este în conducţie, deci puterea absorbită este: Pa (4) Definim randamentul redresorului ca raportul dintre puterea utilă şi puterea absorbită, adică: η Pu 4 P π 4. 5% (5) a Acest randament este mai mic în cazul redresorului real datorită pierderilor care apar în diodă şi în transformator. O problemă care trebuie avută în vedere în realizarea practică a redresorului este aceea a tensiunii inverse care este aplicată diodei în timpul alternanţei negative. Pentru ca dioda să nu se distrugă este necesar ca tensiunea inversă imă pe care aceasta o suportă (dată de catalog) să fie mai mare decât tensiunea imă aplicată, egală cu. Redresarea monofazată dublă alternanţă Redresoarele dublă alternanţă se utilizează sub forma a două montaje fundamentale: montajul cu transformator cu priză mediană (fig..b) şi montajul în punte (fig..c). Ambele montaje au drept rezultat aceeaşi formă a tensiunii redresate şi deci aceeaşi valoare a randamentului. Pentru calculul acestuia vom observa că cele două (respectiv patru) diode conduc alternativ, astfel încât prin rezistenţa de sarcină curentul circulă în acelaşi sens pentru ambele alternanţe. Intr-o perioadă T apar două pulsuri ale tensiunii redresate, astfel încât valoarea medie este: (6) π iar puterea de curent continuu absorbită de sarcină este: 8 Pu (7) π În condiţiile în care puterea de curent alternativ se absorbe de la sursă în ambele alternanţe, valoarea acesteia este: Pa (8) iar expresia randamentului devine: η Pu 8 P π 8% (9) a deci de două ori mai mare decât în cazul redresorului monoalternanţă. O deosebire importantă între cele două circuite de redresare bialternanţă este legată de tensiunea inversă pe care trebuie să o suporte diodele în cele două cazuri. Dacă pentru redresorul în punte, diodele trebuie să suporte o tensiune inversă egală cu valoarea imă a tensiunii de alimentare, la redresorul cu priză mediană tensiunea inversă este dublă, deoarece pe alternanţa negativă, la bornele diodei blocate se aplică atât tensiunea inversă de alimentare cât şi cea de pe rezistenţa de sarcină.

Filtre de netezire Tensiunea obţinută în urma redresării nu este o tensiune continuă, ci o tensiune variabilă, diferenţa de potenţial păstrând însă semn constant. Pentru caracterizarea unei asemenea tensiuni se foloseşte noţiunea de factor de ondulaţie, definit ca raportul dintre amplitudinea armonicii principale a descompunerii Fourier a semnalului şi tensiunea medie a semnalului redresat. O tensiune redresată este cu atât mai apropiată de o tensiune continuă cu cât factorul de ondulaţie este mai apropiat de zero. În cazul redresării monoalternanţă, amplitudinea armonicii principale, pentru o frecvenţă de 5 Hz este /, ceea ce conduce la o valoare a factorului de ondulaţie egală cu:\ γ f / π 57. () / π La redresorul bialternanţă, la o frecvenţă a tensiunii de alimentare de 5 Hz, frecvenţa corespunzătoare a semnalului redresat este dublă, adică Hz. Amplitudinea armonicii Fourier principale este în această situaţie egală cu 4 /3π, iar valoarea factorului de ondulaţie devine: π γ f 4 / 3 π. 667 () / 3 deci tensiunea generată de redresorul bialternanţă este mai apropiată de una continuă decât cea obţinută de la un redresor monoalternanţă. Cu toate acestea, şi tensiunea obţinută de la redresorul bialternanţă este destul de departe de una continuă. Pentru a îmbunătăţii şi mai mult factorul de ondulaţie, tensiunea obţinută de la redresor este supusă în continuare unui nou Fig. a) schema de redresare monoalternanţă cu filtru cu intrare pe capacitate; b) formele tensiunilor din circuit. proces, numit filtrare, care are drept scop îmbunătăţirea factorului de ondulaţie prin micşorarea amplitudinii componentei alternative. Cel mai simplu tip de filtru este filtrul cu intrare pe capacitate şi constă într-o capacitate de valoare mare legată în paralel cu rezistenţa de sarcină (fig..a). Forma de undă a tensiunii pe sarcină (u s, cu linie punctată în fig..b) este determinată de procesele de încărcare şi descărcare a condensatorului. Prin alegerea corespunzătoare a valorilor rezistenţei de sarcină şi a condensatorului, constanta de timp a sistemului poate fi mult mai mare decât perioada semnalului aplicat, ceea ce face ca în intervalul de timp dintre două alternanţe condensatorul să se descarce foarte puţin, menţinând astfel tensiunea pe sarcină la o valoare aproape constantă. Ţinând cont că timpul în care dioda este în conducţie 3

(timpul în care are loc încărcarea condensatorului) este foarte mic în comparaţie cu perioada semnalului, amplitudinea de variaţie a tensiunii pe rezistenţa de sarcină se poate scrie ca fiind: T exp () R s C În condiţiile în care constanta de timp a circuitului este mult mai mare decât perioada semnalului (R s C»T), atunci: exp T T (3) C C şi variaţia de tensiune se scrie: T (4) C Această valoare poate fi considerată ca fiind chiar amplitudinea componentei Fourier principale. Componenta continuă a tensiunii pe sarcină (tensiunea efectivă) se calculează după relaţia (fig..b): (5) νr s C In aceste condiţii, factorul de ondulaţie are valoarea: γ (6) Aceeaşi valoare a factorului de ondulaţie este valabilă şi în cazul redresării bialternanţă, cu observaţia că în acest caz frecvenţa este dublă. Experiment Se realizează montajul din fig.3.a. Se alege în secundarul transformatorului o tensiune de -4 V. Voltmetrul V este un voltmetru de curent alternativ şi măsoară tensiunea efectivă cu care este alimentat circuitul. Voltmetrul V este un voltmetru de curent continuu şi măsoară componenta continuă a tensiunii la bornele rezistenţei de sarcină. Rezistenţa de sarcină este o rezistenţă în decade a cărei valoare nu trebuie să scadă sub 5 Ω. În punctele A şi B se conectează cele două canale ale unui osciloscop în scopul vizualizării tensiunii de intrare şi respectiv de ieşire. Iniţial întrerupătorul I este deschis.. Se compară indicaţia voltmetrului cu cea calculată cu ajutorul relaţiei ().. Se închide întrerupătorul I. Pentru un număr de zece valori ale rezistenţei (între şi Ω) se determină cu ajutorul osciloscopului amplitudinea a tensiunii redresate şi se calculează valoarea factorului de ondulaţie din relaţia γ, unde este tensiunea indicată de voltmetrul. Se calculează valoarea teoretică a factorului de ondulaţie cu ajutorul relaţiei (6). Se reprezintă pe un acelaşi grafic dependenţa γ(r s ) pentru valorile experimentale şi respectiv teoretice. Se repetă determinările pentru trei valori ale capacităţii. 3. Se repetă determinările de la punctele - pentru celelalte două montaje din fig.3. 4

Referatul trebuie să conţină: - valorile factorilor de ondulaţie fără filtrare şi comparaţia cu datele teoretice - dependenţele γ(r) pentru valorile teoretice şi experimentale Fig. 3 Montaje experimentale 5