Проучване на токоизправителя
Проучване на токоизправителя.
Изправителят е един от най-често срещаните дизайни в радиолюбителите, който е необходим за подаване на постоянен ток към голямо разнообразие от устройства. Изборът на токоизправителната верига и частите за нея зависи от енергийните възможности на този източник на енергия и способността да се произвежда "чисто" напрежение, т.е. такова, при което пулсациите на променлив ток са незначителни.
Почти невъзможно е да измерите пулсациите и да идентифицирате начини за нейното намаляване с конвенционални измервателни уреди, налични преди във вашата лаборатория. Днес с осцилоскоп на ваше разположение е изключително лесно да го направите.
И така, започваме да сглобяваме токоизправителя. Първата част, която трябва да бъде придобита, е понижаващ силов трансформатор (фиг. 8. а). Най-подходящ за нашите цели е готов изходен трансформатор за вертикално сканиране на телевизори - TVK -110LM (фиг. 8. б). Такива трансформатори често се използват в захранвания за аматьорски радиопроекти. Първичната (висока устойчивост) намотка на трансформатора издържа мрежовото напрежение 220 V, на вторичната (ниско съпротивление) се получава променливо напрежение от около 14 V. Освен това към намотката може да се свърже товар, който консумира ток до 1 А. Вярно е, че напрежението на намотката ще спадне с увеличаване на тока на товара.
Първо свържете входните сонди на осцилоскопа към клемите на вторичната намотка и включете първичната намотка в мрежата. Проводниците от клемите на първичната намотка трябва, разбира се, да бъдат добре изолирани и с щепсел в края. След запояване на проводниците проводниците трябва да бъдат увити с изолационна лента, за да се изключи възможността от токов удар по време на експерименти. На осцилоскопа натиснете бутона "0.5" на превключвател 1, бутонът на превключвателя 3 трябва да бъде освободен. Осцилоскопът работи в автоматичен режим на задействане и с отворен вход (бутоните на превключватели 7 и 13, съответно, трябва да бъдат натиснати), превключватели 3 - 6 задават продължителността на размах 5ms/div.
Осцилоскопът ще покаже изображение на синусоида с малка амплитуда. Натиснете бутона "0,1 - 10" на превключвател 1 - изображението ще бъде увеличено и ще заеме около четири деления на скалата (фиг. 8. в). Това означава, че амплитудата на трептенията ще бъде 40 V, въпреки че променливото напрежение, измерено от авометъра на вторичната намотка, е точно 14 V. Какво става?
Отговорът е прост. На екрана виждате удвоената амплитуда (положителни и отрицателни полуцикли) на синусоидалните трептения. Ефективната стойност на променливото напрежение, измерено от авометъра, е 2 пъти по-малко на квадратен корен от 2 пъти. Разделяйки показанията на осцилоскопа на тази стойност, получавате почти 14 V. По същия начин определете от изображението на екрана на осцилоскопа средно ефективната стойност на синусоидалното напрежение и по-нататък.
Първо, свържете четири диода към вторичната намотка на трансформатора (фиг. 9, а) - изправител с пълна вълна, сглобен в мостова верига, и товарен резистор R1, свържете сондата на осцилоскопа към резистора (сонда "земя" - към долния извод на резистора съгласно схемата). Осцилоскопът ще показва само положителни полупериоди на синусоидално напрежение, следващи с честота, която е два пъти по-голяма от честотата на мрежовото напрежение. С други думи, отрицателните полупериоди се „обърнаха“ и заеха място между положителните (Фиг. 9, б).
Такова коригирано напрежение не може да се приложи към транзисторно устройство - пулсациите му са твърде големи. Напрежението трябва да се изглади. За да направите това, достатъчно е да свържете оксиден кондензатор успоредно с резистора. Като начало вземете кондензатор, да речем, от типа K50-4, с капацитет 100 μF за работно напрежение най-малко 25 V. Полупериодите веднага ще изчезнат и на кривата ще се появи леко извита линия екран на нивото на върховете им (фиг. 9, в). Това са вълни от изгладено напрежение.