Пульсаций напряжения выпрямителя без фильтра

Коэффициент пульсаций по 1-й гармонике определяется как отношение амплитуды 1-й гармоники выпрямленного напряжения к его среднему значению (постоянной составляющей).

.                                               (1.1)

Среднее значение выпрямленного напряжения U_0н измеряется вольтметром PV2.

Амплитуду 1-й гармоники U_м1 можно определить с помощью осциллографа по формуле

,(1.2)

где U_~м – максимальное значение переменной составляющей (рис.1.3),
a₁ – коэффициент первой гармоники, получаемый при разложении выпрямленного напряжения в ряд Фурье. a₁ = 0,404 при числе пульсаций за один период m_n = 6.

При наличии фильтра в цепи нагрузки остаются практически только колебания 1-й гармоники. Используя вольтметрPV2, можно измерить действующее значение 1-й гармоники U₁ и определить ее амплитуду U_м1 по формуле:

,(1.3)

где U₁ – действующее значение 1-й гармоники выпрямленного напряжения (показания вольтметром PV2 в положении «~»).

Рис. 1.3. Напряжение на выходе выпрямителя

Для определения коэффициента пульсаций напряжения выпрямителя без фильтра необходимо:

1) отключить сглаживающий фильтр;

2) установить ток нагрузки I_0н =300 мА (при работе выпрямителя без фильтра);

3) измерить вольтметром РV2 среднее значение выпрямленного напряжения на нагрузке U_0н;

4) определить максимальное значение переменной составляющей выпрямленного напряжения.Для этого следует:

- осциллографом измерить (в точках 6, 7) максимальное значение переменной составляющей U_~м;

- определить значение коэффициента пульсаций выпрямленного напряжения по формулам (1.2) и (1.1);

- измерить вольтметром РV2 (в точках 6, 7) действующее значение переменной составляющей U₁ выпрямленного напряжения;

- определить значение коэффициента пульсаций выпрямленного напряжения по формулам (1.3) и (1.1).

Экспериментальное определение коэффициентов

Сглаживания пульсаций фильтровL иLC

Коэффициент сглаживания пульсаций определяется по формуле

,(1.4)

где К_п1 – коэффициент пульсаций по 1-й гармонике выпрямленногонапряжения без фильтра (на входе фильтра);

К_п1н – коэффициент пульсаций по 1-й гармонике выпрямленного напряжения после фильтра (на нагрузке). 

Для определения коэффициента сглаживания пульсаций необходимо:

- включить индуктивный сглаживающий фильтр;

- установить ток нагрузки I_н =300 мА;

- при помощи вольтметра РV2 (в точках 6, 7) определить амплитуду
1-й гармоники переменной составляющей выпрямленного напряжения U_м1 на нагрузке;

- вольтметром РV2 измерить среднее значение выпрямленного напряжения на нагрузке U_0н;

- определить коэффициент сглаживания пульсаций индуктивногофильтра, используя формулы (1.1) и (1.4);

- повторить эксперимент для токов I_н =200 мА и I_н =100 мА;

- включить LC-фильтр и определить К_сп при токе I_н =300 мА; данные измерений и вычислений занести в табл.1.3.

Таблица 1.3

Данные определения коэффициента сглаживания пульсаций фильтров L и LC