Ełk 24-03-2007 Wyższa Szkoła Finansów i Zarządzania w Białymstoku Filia w Ełku
Wydział Nauk Technicznych
Kierunek : Informatyka
Ćwiczenie Nr 3
Laboratorium elektroniki i miernictwa Temat: Badanie podstawowych układów z diodą prostowniczą .
Skład grupy: Robert Minkiewicz Dariusz Dziekoński Joanna Buczyńska
Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest praktyczne zbadanie działania prostownika jednopołówkowego z obciążeniem rezystancyjnym i rezystancyjno – pojemnościowym .
1. Wyposażenie stanowiska laboratoryjnego -
oscyloskop GOS-620 szt 1 generator funkcyjny DF 1641 B multimetr cyfrowy M-3800 szt2 moduły laboratoryjne : RC, PRC, EL – 1, przewody pinowe,
2. Przebieg ćwiczenia 3.1. Prostownik jednopołówkowy z obciążeniem rezystancyjnym. - Zbudować układ z rysunku rys. 1 ( wartość R o=510 Ω i rodzaj diody D poda prowadzący ćwiczenie )
D
Io,I
G Ro u =Um sin ω t
Uo,U
Rys. 1
-
Na generatorze funkcyjnym G ustawić wartości parametrów U
-
Ustawiając oscyloskop w tryb pracy dwukanałowej zaobserwować i przerysować do sprawozdania przebiegi napięcia wyjściowego i wejściowego przy pobudzeniu prostownika sygnałem sinusoidalnym.
-
znaleźć sprawność napięciową ηu ze wzoru 1 i porównać z wartością teoretyczną.
ηu =
Uo Um
sprawność =
m=
16V oraz ω = 1kHz
1,96V / 8V =0,245
gdzie:
U o – wartość napięcia stałego na oporniku R o. ( zmierzona multimetrem ) 1,96 V U m – amplituda sygnału wejściowego. ( z oscyloskopu ) 16V - znaleźć sprawność energetyczną ηp ze wzoru 2 i porównać z wartością teoretyczną.
ηp =
Pc Po
13,936mW / 7,8792mW =1,76870
gdzie: P o – wartość mocy wyjściowej prądu stałego, Po = U o ⋅ I o =1,96 x 4,02= 7,8792mW
I o – prąd stały w obciążeniu R o ( zmierzony multimetrem ). = 4,02mA P c – całkowita moc oddawana do obciążenia, Pc = U ⋅ I 2,6 x 5,36 = 13,936mW U – wartość skuteczna napięcia o kształcie połówki fali występującego na obciążeniu U 8V /2 = 4V obliczona z zależności U = m , 2 i zmierzona multimetrem.
I - wartość skuteczna prądu płynącego przez obciążenie( zmierzony multimetrem ). -
znaleźć współczynnik tętnień t ze wzoru 6 i porównać z wartością teoretyczną.
t=
Ut Uo
gdzie :
U t – wartość skuteczna napięcia tętnień obliczona z zależności
U 2 = U o2 + U t2
Dioda
jest to element elektroniczny z dwiema elektrodami mający niesymetryczna charakterystykę prądu płynącego na wyjściu w funkcji napięcia na wejściu. Diody można stosować w wielu układach jako element , który łatwo przepuszcza prąd w jednym kierunku i prawie nie przepuszcza go w kierunku przeciwnym. Rozróżnia się diody półprzewodnikowe pracujące na zasadzie wykorzystania właściwości złącza p-n powstałego z połączenia półprzewodnika typu n i typu p.
Diody Zenera są to specjalne diody krzemowe, w których wykorzystuje się zakrzywienie charakterystyki prądowo-napięciowej w obszarze przebicia.
Diody prostownicze: Jednym z najczęstszych i najprostszych zastosowań diody jest wykorzystanie jej jako prostownika. Dioda prostownicza może być wytworzona w płytce monokryształu germanu lub krzemu w technologii dyfuzyjnej. Prostownik zamienia prąd przemienny, czyli taki który płynie na zmianę w dwóch kierunkach na prąd jednokierunkowy. Często o diodach mówi się "prostownik" mając na myśli takie właśnie zastosowanie. Prostownikiem jednopołówkowym
jest prostownik, w którym po procesie prostowania pozostają tylko te części przebiegu, które są jednego znaku, a części przeciwnego znaku pozostają wyeliminowane.
Dioda w zależności od załączenia przewodzi prąd tylko w jednym kierunku, gdzie tylko napięcie dodatnie na jej anodzie jest większe niż potencjał katody. W półokresie ujemnym dioda nie przewodzi i całe napięcie doprowadzone do prostownika występuje na diodzie jako tzw. napięcie wsteczne prostownika.
Wykres napięcia przed diodą (szare) oraz po przejściu przez diodę (zielony) pomiar napięcia Zmiennego powoduje przesunięcie poziomu zerowego o 2 V .
Wykres napięcia przed diodą (szare) oraz po przejściu przez diodę (zielony) pomiar napięcia stałego nie powoduje przesunięcia poziomu zerowego o 2 V .
Niestety mimo usilnych prób nie udało się nam ustalić co powoduje takie zachowanie się. Jedyne przypuszczenie to takie że w przypadku pomiaru napięcia zmiennego
