整流濾波實驗報告.docx

實 驗 報 告實驗課程：整流濾波電路實驗學生姓名： 劉雪原學 號： 5702112115專業(yè)班級： 材料124班2013年 11月16 日一、實驗目的： 1、研究半波整流電路，全波橋式整流電路。 2、電容濾波電路，觀察濾波器在半波和全波整流中的濾波效果。 3、整流濾波電路輸出脈動電壓的峰值 4、進一步掌握示波器顯示與測量的技能。二、實驗儀器：示波器，6v交流電源，面包板，電容（470uF、10uF）電阻（200,100,50,25），導線若干。三、實驗原理：1、實驗思路 利用二極管正向?qū)ǚ聪蚪刂恋奶匦?，與RC電路的特性，通過二極管、電阻與電容的串并聯(lián)設(shè)計出各種整流電路和濾波電路進行研究。2、半波整流電路變壓器的次級繞組與負載相接，中間串聯(lián)一個整流二極管，就是半波整流。利用二極管的單向?qū)щ娦?，只有半個周期內(nèi)有電流流過負載，另半個周期被二極管所阻，沒有電流。2.1單相半波整流 只在交流電壓的半個周期內(nèi)才有電流流過負載的電路稱為單相半波整流電路。原理：如圖4.1，利用二極管的單向?qū)щ娦?，在輸入電壓Ui為正的半個周期內(nèi)，二極管正向偏置，處于導通狀態(tài)，負載RL上得到半個周期的直流脈動電壓和電流；而在Ui為負的半個周期內(nèi)，二極管反向偏置，處于關(guān)斷狀態(tài)，電流基本上等于零。由于二極管的單向?qū)щ娮饔?，將輸入的交流電壓變換成為負載RL兩端的單向脈動電壓，達到整流目的，其波形如圖4.2。3、全波橋式整流前述半波整流只利用了交流電半個周期的正弦信號。為了提高整流效率，使交流電的正負半周信號都被利用，則應(yīng)采用全波整流，現(xiàn)以全波橋式整流為例，其電路和相應(yīng)的波形如圖6.2.1-3所示。若輸入交流電仍為 （8）則經(jīng)橋式整流后的輸出電壓u0(t)為（一個周期） （9）其相應(yīng)直流平均值為 （10）由此可見，橋式整流后的直流電壓脈動大大減少，平均電壓比半波整流提高了一倍（忽略整流內(nèi)阻時）。濾波電路經(jīng)過整流后的電壓（電流）仍然是有“脈動”的直流電，為了減少被波動，通常要加濾波器，常用的濾波電路有電容、電感濾波等?，F(xiàn)介紹最簡單的濾波電路。 電容濾波電路電容濾波器是利用電容充電和放電來使脈動的直流電變成平穩(wěn)的直流電。我們已經(jīng)知道電容器的充、放電原理。圖6.2.1-4所示為電容濾波器在帶負載電阻后的工作情況。設(shè)在t0時刻接通電源，整流元件的正向電阻很小，可略去不計，在t=t1時，UC達到峰值為。此后Ui以正弦規(guī)律下降直到t2時刻，二極管D不再導電，電容開始放電，UC緩慢下降，一直到下一個周期。電壓Ui上升到和UC相等時，即t3以后，二極管D又開始導通，電容充電，直到t4。在這以后，二極管D又截止，UC又按上述規(guī)律下降，如此周而復始，形成了周期性的電容器充電放電過程。在這個過程中，二極管D并不是在整個半周內(nèi)都導通的，從圖上可以看到二極管D只在t3到t4段內(nèi)導通并向電容器充電。由于電容器的電壓不能突變，故在這一小段時間內(nèi)，它可以被看成是一個反電動勢（類似蓄電池）。由電容兩端的電壓不能突變的特點，達到輸出波形趨于平滑的目的。經(jīng)濾波后的輸出波形如圖6.2.1-5所示。四、實驗內(nèi)容及觀測現(xiàn)象記錄半波整流整流前 時間格 5ms 電壓格5 整流后 時間格 5ms 電壓格5 電阻200 電容10uF,35V2全波整流整流波形整流前時間格 5ms 電壓格5整流后時間格 5ms 電壓格5 電阻200 電容濾波時間格 5ms 電壓格5 電容10uF,35V橋式整流時間格 5ms 電壓格5 電容10uF,35V 電阻200 時間格 5ms 電壓格5 電容10uF,35V 電阻100時間格 5ms 電壓格5 電容10uF,35V 電阻50時間格 5ms 電壓格5 電容10uF,35V 電阻25時間格 5ms 電壓格2 電容470uF,35V 電阻200時間格 5ms 電壓格2 電容470uF,35V 電阻100時間格 5ms 電壓格2 電容470uF,35V 電阻50時間格 5ms 電壓格2 電容470uF,35V 電阻25五、思考題負載/2001005025紋波電壓/V電容470uF,35V0.60.81.21.6電容10uF，35V788.59電容470uF,35V電容10uF，35V1.半波整流和橋式整流的優(yōu)劣半波整流：優(yōu)點，電路簡單。缺點，電源波動大，變壓器利用率低。橋式整流：優(yōu)點，對電壓器利用率高，產(chǎn)生的紋波少。缺點，電路復雜。2.470F不同負載為什么紋波電壓不同？負載越大，電容放電速度越慢，則負載電壓中的紋波成分越小，紋波電壓越小。3.470F到10F的電容對紋波電壓有什么影響？電容越大紋波電壓越低六、實驗總結(jié)通過這次實驗我學習到以下幾點：1.要常懷敬畏之心對待科學，科學是一個無底深淵，永遠不可能窮盡。老師在講二極管的時候沒用展開，明顯它可以將很多很多。那是我們現(xiàn)在還不能了解的，我們必須通過不斷的學習才能略窺斑2.整流濾波電路實驗像其它實驗一樣，都是在生活中很