Практикум с использованием миниатюрной электротехнической лаборатории мэл, компьютерного моделирования

Домашнее задание

1. 
   Построить графики ВАХ исследованных нелинейных элементов.
   
2. 
   Выполнить графические расчеты по п.5, 11, 13.
   
3. 
   Построить осциллограммы автоколебаний в нелинейной цепи с тиристором.
   
4. 
   Результаты графических расчетов сравнить с экспериментальными данными и сделать выводы.
   
5. 
   При оформлении отчета рекомендуем использовать методы численного расче- та нелинейной цепи с использованием программы Mathcad, как показано в п.11.1.
   
6. 
   Решить простые задачи по расчету цепей с нелинейными элементами для за- данной ВАХ нелинейных элементов.
   

Найти ток в нелинейном элементе	Найти ток на входе цепи
Найти ток на входе цепи	Найти напряжение на нелинейном элементе
Найти напряжение на нелинейном элементе	Найти ток на входе цепи

Глава 12. ВЫПРЯМИТЕЛИ НА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДАХ

1. 
   Краткое теоретическое введение Выпрямление переменного тока
   

В данной главе проводится анализ схем однополупериодного и двухполупери- одного выпрямления переменного тока с использованием полупроводниковых диодов. ВАХ реального неуправляемого диода (кривая 1, рис 12.1) имеет ветвь прямого тока при u>0 и ветвь обратного тока при u<0. Обратный ток i_обр у качественных диодов очень невелик (единицы микроампер). Прямой ток может достигать у мощных диодов десятков ампер. При теоретическом исследовании процессов выпрямления реальный диод мы заменяем идеальным, имеющим прямоугольную ВАХ (кривая 2, рис. 12.1).
На рис. 12.2а показана простейшая схема однополупериодного выпрямления, ра-

ботающая на резисторную нагрузку. При входном напряжении u(t)  U_m  sinωt
ток и

напряжение на R_н имеют вид положительных полуволн рис.12.2б. Моменты отпирания и запирания диода определяются соответственно моментами перехода напряжения и тока через нулевые значения.
В мостовой схеме двухполупериодного выпрямления, рис.12.3, при входном

напряжении
u(t)  U_m sin ωt
ток в нагрузку поступает в каждый полупериод

(рис.12.4), и имеет форму двух положительных полуволн
i_н (t)  ^Um

R
н
 sin ωt . В

положительные полупериоды входного напряжения диоды VD₁ и VD₂ открыты, а VD₃ и VD₄ закрыты, в отрицательные полупериоды диоды VD₁ и VD₂ заперты, а VD₃ и VD₄ открыты.

Рис.12.1. Вольтамперная характеристика реального (1) и идеального (2) диода

Рис 12.2. Схема однополупериодного выпрямителя

Рис.12.3. Схема двухполупериодного выпрямителя

Напряжение на нагрузке R_н равно форме кривую тока.
u_н (t)  U_m  sin ωt
и будет повторять по

Функции i_н(t), u_н(t) в этих случаях состоят из суммы постоянной составляющей
и гармоник.
В схеме однополупериодного выпрямления постоянные составляющие напряже-

₁ T ₁ T

ния или средние за период значения напряжения
U₀  _T
 u_нdt
0
и тока
I₀  _T
 i_нdt
0

равны: U₀=U_m/π , I₀=I_m/π . Первая, вторая и четвертая гармоники напряжения имеют амплитуды соответственно ^Um ₂ , ^2Um _3π , ^2Um _15π .
Рис. 12.4. Диаграмма тока в нагрузке двухполупериодного выпрямителя

Действующее значение переменного тока в нагрузке I 
. Для схемы

двухполупериодного выпрямления тока.
I  ^Im

, то есть такое же, как для синусоидального

Для схемы однополупериодного выпрямления действующее значение тока в
2 раз меньше, чем в схеме двухполупериодного выпрямления.