PRAKTICKÉ CVIČENIE Z FYZIKY Gymnázium Partizánske

˘

˘

˘

˘

5. OVERENIE CINNOSTI POLOVODICOVÉHO

USMERNOVACA

Vypracoval : Školský rok :

Dátum : Ročník : 3.

Trieda :

_______________________________________________________________________________________

Teoretický úvod :

Základným obvodovým prvkom usmerňovača striedavého prúdu je polovodičová dióda, ktorá má v priepustnom smere prakticky zanedbateľný odpor a naopak, v závernom smere má veľmi veľký odpor. Jednou diódou možno dosiahnuť jednocestné usmernenie, pri ktorom má usmernený jednosmerný prúd pulzujúci priebeh. Strednú hodnotu jednocestne usmerneného napätia určuje vzťah

... 1,

kde U_m je amplitúda striedavého napätia,

U je efektívna hodnota striedavého napätia usmerňovaného diódou.

Pomocou filtračného kondenzátora spojeného paralelne so zaťažovacím odporom usmerňovača získame jednosmerné napätie. Pri dostatočne veľkej hodnote kapacity C filtračného kondenzátora a pri malom prúde v obvode je hodnota usmerneného napätia

U_SS = U_m ... 2,

Funkciu polovodičového usmerňovača overíme meraním napätia na zaťažovacom odpore usmerňovača a pozorovaním časového priebehu usmerneného napätia pomocou osciloskopu.

Vlastnosti polovodičových diód sa využívajú aj v ďalších zariadeniach napr. v zdvojovači napätia.

Pomôcky : polovodičové diódy (Si), zdroj napätia PZN 240, rezistor 1kW, elektrolytický kon-

denzátor 22, 47 mF, univerzálny merací prístroj, spojovacie vodiče, osciloskop.

Úloha č. 1 : Určte priepustný smer polovodičovej diódy.

Postup : 1. Zostavte obvod podľa schémy zapojenia elektrického obvodu číslo 1.

2. Obvod pripojte k malému jednosmernému napätiu. Nájdite takú polaritu napätia,

pri ktorej je dióda zapojená v priepustnom smere - žiarovka svieti..

3. Obvod pripojte k malému striedavému napätiu. Porovnajte svietivosť žiarovky

keď obvodom prechádza

- jednosmerný prúd

- striedavý prúd

- striedavý prúd ( so žiarovkou je paralelne spojený kondenzátor ).

Schéma zapojenia elektrického obvodu číslo 1.

Otázky :

1. Kedy je dióda zapojená v priepustnom smere?

2. Vysvetlite rozdiely v svietivosti žiarovky.

+

Záver :

Úloha č.2 : Sledujte napätie v obvode jednocestného usmerňovača.

Postup : 1. Zostavte obvod podľa schémy zapojenia elektrického obvodu číslo 2.

2. Voltmetrom odmerajte efektívnu hodnotu striedavého napätia na rezistore. Za-

kreslite priebeh napätia z obrazovky osciloskopu.

3. Odmerajte napätie na rezistore pri jednocestnom usmernení prúdu.

4. Odmerajte napätie na rezistore pri jednocestnom usmernení prúdu a pripojení filt-

račného kondenzátora. Zakreslite priebeh napätia z obrazovky osciloskopu.

Schéma zapojenia elektrického obvodu číslo 2.

Otázky :

1. Porovnajte namerané hodnoty s hodnotami

vypočítanými podľa vzťahov 1, a 2,.

2. Odôvodnite vzniknuté rozdiely.

k osciloskopu

U_js = Ujs =

U =

U_jsV = U_jsV =

Záver :

Úloha č.3 : Overte činnosť zdvojovača napätia.

Postup : 1. Zostavte obvod podľa schémy zapojenia elektrického obvodu číslo 3.

2. Odmerajte vstupné a výstupné napätie zdvojovača a overte, že U_V = 2. U_m.

Schéma zapojenia elektrického obvodu číslo 3.

U_m = U_V =

Otázky :

1. Vysvetlite funkciu zdvojovača napätia rozborom

činnosti diód v oboch polperiódach striedavého na-

pätia.

U_v

Záver :

Úloha č.4 : Overte činnosť Graetzovho zapojenia diód.

Postup : 1. Zostavte obvod podľa schémy zapojenia elektrického obvodu číslo 4.

2. Odmerajte vstupné a výstupné napätie zdvojovača a overte, že U_str = 0,9 U.

3. Zakreslite priebeh napätia z obrazovky osciloskopu.

Schéma zapojenia elektrického obvodu číslo 4.

k osciloskopu

U = U_str =

Otázky :

1. Vysvetlite priebeh dvojcestne usmerneného napätia z oscilogramu.

Záver :