Vjezba I - Ispravljaci Bez Stabilizatora

BOSNA I HERCEGOVINAFEDERACIJA BOSNE I HERCEGOVINE

TUZLANSKI KANTONJAVNA USTANOVA MJEŠOVITA SREDNJA

ELEKTROTEHNIČKA ŠKOLA TUZLA

PRAKTIČNA NASTAVA III

ISPRAVLJAČI BEZ STABILIZATORALaboratorijska vježba - I

Profesor: mr.sci. Sejfudin Agić dipl..ing.elektro.

Tuzla, oktobar/listopad 2014.

Muhameda Hevaija Uskufija 2, 75000 TuzlaTel/Fax : +387 35 281-167; 280-012, 282-009

ets . tz @ bih . net . ba , www . etstuzla . edu . ba

Prezime i ime učenika: Karić Nermin Razred: IIIT3

Datum izrade: 3.11.2014 Ocjena:

http://www.etstuzla.edu.ba/

mailto:[email protected]

ISPRAVLJAČI BEZ STABILIZATORA

1. TEORIJSKA PRIPREMA

1.1. ISPRAVLJAČI BEZ STABILIZATORA

Ispravljači bez stabilizatora se koriste u mnogim elektronskim uređajima i čine sastavni dio svih stabilisanih ispravljača. Na slici 1.1 je šest električnih kola koja prikazuju šest različitih ispravljača. Koji će od njih biti praktično iskorišćen, to zavisi od krajnje cjene ispravljača, od toga kakve karakteristike ispravljač treba da ima kao i od toga koje i kakve komponente su na raspolaganju.

Slika 1. 1. Prosta elektronska ispravljačka kola

Na primjer, na slici 1.1-a je električna šema najjednostavnijeg ispravljača koji se sastoji od samo tri komponente: mrežnog transformatora MT, usmjerivačke diode D i elektrolitskog kondenzatora C.

Na primarni namotaj mrežnog transformatora priključen je mrežni napon od 220 V, a na sekundarnom namotaju se dobija neki znatno manji napon US. Dioda provodi samo za vrijeme poluperioda kada je napon na gornjem kraju sekundara veći od napona na donjem kraju tj. samo za vrijeme kada je napon na anodi diode veći od napona na katodi. Struja diode teče kroz kondenzator C i puni ga, pa se na njemu javlja pozitivan napon U1 koji se “protivi” struji.

2

ISPRAVLJAČI BEZ STABILIZATORA 3

1.1.1. ISPRAVLJAČI BEZ STABILIZATORA

Ispravljači obavljaju suprotnu funkciju u odnosu na oscilatore. Naime, ispravljači izmjeničnustruju pretvaraju u jednosmjernu. Ispravljači se dijele na upravljive i neupravljive. Upravljivi ispravljači su ispravljači kod kojih možemo regulisati izlaznu struju za razliku od neupravljivih kod kojih ne možemo regulisati struju. Najednostavniji neupravljivi ispravljačse sastoji odsamo jedne diode, ali takav ispravljač se rijetko sreće. Danas se najviše koristi Graetz ispravljač koga je izumio njemački naučnik Leo Graetz. Za Graetz ispravljač se često koristitermin diodni most (engleski: diode bridge). Na slici 1. su prikazane sheme ispravljača sa jednom diodom i Graetz ispravljač a te vremenski dijagrami sinusnog napona na ulazuispravljač a i izlaznog napona.

Slika 1.2. Shema i vremenski dijagrami diodnog i Graetz ispravljača

Kao što vidimo ispravljač sa jednom diodom propušta samo jednu poluperiodu sa ulaza takoda praktično smanjuje srednju vrijednost napona. Ovaka ispravljač se ne smije spajati naizlaz transofrmatora sa željeznim jezgrom, jer dovodi do zasićenja jezgra. Kod Graetz ispravljača za vrijeme pozitivne poluperiode ulaznog napona struja teče kroz diode D1 i D4, aza vrijeme negativne poluperiode kroz diode D2 i D3. Za Graetzov ispravljač se često koristi oznaka prema slici 1.3

.

Slika 1.3 Oznaka i kućište Graetz ispravljača

4

Na izlazu Grecovog ispravljača dobivamo pulsirajući napon. Da bismo dobili čisti jednosmjerni napon Grecovom ispravljaču moramo dodati filter koji se sastoji odkondenzatora i zavojnica kao što je prikazano na slici 3. Kondenzatori i zavojnice akumulišuenergiju tako da na izlazu dobivamo čisti jednosmjerni napon

Najednostavniji filter se sastoji od samo jednog kondenzatora. Što je kapacitet kondenzatora veći to je napon više „čist“ i „izglađen“. Kondenzator je poput bazena u koga dovodimo vodu koja teče u mlazevima. Ako je bazen dovoljno velikog kapaciteta na njegovom odvodu će teći kontinualan tok vode neovisno o spomenutim mlazevima. Međutim, ako je bazen mali tada će se svaki mlaz osjetiti i na izlazu. Ekvivalent prigušnice je duga cijev kroz koju teče voda. Ako na ulazu cijevi pritisak vode varira toće se na izlazu cijevi manje osjetiti, ako je cijevduža, jer masa vode ublažava varijacije pritiska. Dakle shema sa dva elektrolitskakondenzatora i prigušnicom se može uporediti sa dva bazena spojena preko duge cijevi. Na ulaz prvog bazena se dovodi voda u mlazevima, a na izlazu drugog bazena dobivamokontinualan tok vode sa ujednačenim pritiskom.

Slika 1.4 šeme ispravljača

Upravljačko kolo stabilizatora izlazni napon poredi sa zadanim naponom i na osnovurezultata poređenja dovodi u bazu tranzistora signal za korekciju. Ako je napon na izlazu previsok u bazu tranzistora se dovodi slabiji signal kako bi tranzistor propuštao slabiju struju ina taj način „oborio“ napon na potrošaču. Obrnuto, ako je napon na izlazu nizak tada se„pušta“ jača struja na izlaz. Kao što vidimo ovdje je prisutna negativna povratna sprega.Najjednostavniji linearni stabilizator napona se realizuje pomoću otpornika i Zenerove diodekao što je prikazano na slici 1.5

Slika 1.5 Linearni stabilizator napona sa Zener diodom.

5

LABORATORIJSKA VJEŽBA

2.1. ANALIZA RADA PROSTOG ISPRAVLJAČA BEZ STABILIZATORA

Na slici 2.1 prikazana je šema najprostijeg ispravljača bez stabilizatora. Izabrati jednu ispravljačku diodu,a zatim u Multisim 12.0. spojiti šemu i onda:

1. Paralelno izlazu (U1) dodati LED diodu sa odgovarajućim predotporom. Ispitati funkcionalnost?2. Korištenjem univerzalnog instrumenta izmjeriti napone na sekundaru transformatara i na izlazu

ispravljača. Da li zadovoljava uslov uizl=1,41uul?3. Dodati na izlazu potrošač (opterećenje) odgovarajuće (proizvoljne) vrijednosti i ponovo izmjeriti napone.

Ispitati uslov iz tačke 2.4. Spojiti osciloskop i prikazati odnos napona na sekundaru (Us) i izlaznom opterećenju (U1). Izmjeriti

napone osciloskopom i porediti sa naponima iz tačke 3. Ima li neslaganja i zašto?5. Za tri proizvoljno izabrane vrijednosti elektrolitskog kondenzatora snimiti talasne oblike kao pod 4.

Slika 2.1. Najprostiti ispravljač bez stabilizatora

Na slici 2.2 prikazana je šema prostog ispravljača bez stabilizatora sa povećanim izlaznim naponom. U Multisim 12.0. spojiti šemu i onda:

1. Paralelno izlazu (U1) dodati LED diodu sa odgovarajućim predotporom. Ispitati funkcionalnost?2. Dodati na izlazu potrošač (opterećenje) odgovarajuće (proizvoljne) vrijednosti i izmjeriti napone. Ispitati

uslov uizl=2,28uul

3. Spojiti osciloskop i prikazati odnos napona na sekundaru (Us) i izlaznom opterećenju (U1). Izmjeriti napone osciloskopom?

4. Za tri proizvoljno izabrane vrijednosti elektrolitskog kondenzatora snimiti talasne oblike kao pod 3.

Slika 2.2. Ispravljač sa povećanim izlaznim naponom

6

Na slici 2.3 prikazana je šema prostog ispravljača bez stabilizatora sa Grecovim spojem. U Multisim 12.0. izabrati proizvoljno jedan Grecov spoj, spojiti šemu i onda:


uslov uizl=1,41uul



Slika 2.3. Ispravljač sa Grecovim spojem

7

2.1.1 ISPRAVLJAČ BEZ STABILIZATORA SA JEDNOM ISPRAVLJAČKOM DIODOM

1. Paralelno izlazu (U1) dodati LED diodu sa odgovarajućim predotporom. Ispitati funkcionalnost?2. Korištenjem univerzalnog instrumenta izmjeriti napone na sekundaru transformatara i na izlazu

ispravljača. Da li zadovoljava uslov uizl=1,41uul?3. Dodati na izlazu potrošač (opterećenje) odgovarajuće (proizvoljne) vrijednosti i ponovo izmjeriti napone.

Ispitati uslov iz tačke 2.4. Spojiti osciloskop i prikazati odnos napona na sekundaru (Us) i izlaznom opterećenju (U1). Izmjeriti

napone osciloskopom i porediti sa naponima iz tačke 3. Ima li neslaganja i zašto?5. Za tri proizvoljno izabrane vrijednosti elektrolitskog kondenzatora snimiti talasne oblike kao pod 4.

1.

V1

220 Vrms 50 Hz 0°

T1

220:5

R1

400ΩC1100µF

LED1

D3

1N4001

Slika 2.4 Šema ispravljača sa 1 ispravljačkom diodom.

2.

V1

220 Vrms 50 Hz 0°

T1

220:5

R1

400ΩC1100µF

LED1

D3

1N4001

XMM1 XMM2

Slika 2.5. Ispitivanje uslova uizl=1,41uul.

8

3.

V1

220 Vrms 50 Hz 0°

T1

220:5

R1

400ΩC1100µF

LED1

D3

1N4001

XMM1 XMM2

R21kΩ

Slika 2.6. Izmjereni naponi nakon potrošača.

9

Slika 2.7. Izmjereni naponi prikazani osciloskopom Slika 2.8. Talasni oblik elektrolitskog kondenzatora od 20µF.

Slika 2.9. Talasni oblik elektrolitskog kondenzatora od 200µF. Slika 3.0. Talasni oblik elektrolitskog kondenzatora od 500µF.

10

2.1.2 ISPRAVLJAČ BEZ STABILIZATORA SA DVIJE ISPRAVLJAČKOM DIODOM


uslov uizl=2,28uul



1.V1

220 Vrms 50 Hz 0°

T1

220:5

R1

400ΩC1100µF

C2100µF

D3

1N4001LED2 R2

1kΩ

D1

1N4001

Slika 3.1 Šema ispravljača sa 2 ispravljačkom diode.

2.

V1

220 Vrms 50 Hz 0°

T1

220:5

R1

400ΩC1100µF

C2100µF

D3

1N4001

D4

1N4001

LED2

XMM1 XMM2

R21kΩ


11

3. 4.

Slika 3.3. Izmjereni naponi prikazani osciloskopom. Slika 3.4. Talasni oblik elektrolitskog kondenzatora od 20µF.


12

2.1.3 ISPRAVLJAČ BEZ STABILIZATORA SA ČETIRI ISPRAVLJAČKE DIODE (GRECOV SPOJ)


uslov uizl=1,41uul



1.

V1

220 Vrms 50 Hz 0°

T1

220:5

R1

400ΩC1100µF

D1

3N250

1

2

4

3 LED1

Slika 3.7. šema ispravljača sa 4 ispravljačke diode (grecov spoj).

2.

V1

220 Vrms 50 Hz 0°

T1

220:5

R1

400ΩC1100µF

D1

3N250

1

2

4

3 LED1 R21kΩ

XMM1 XMM2


13

3.

Slika 3.9. Izmjereni naponi prikazani osciloskopom. Slika 4.0. Talasni oblik elektrolitskog kondenzatora od 20µF.

4.


14

3. LITERATURA

1. Stojan Ristić, Elektronske komponenete, Predavanja, Elektronski fakultet Niš, Niš 2010.2. Jasmina Kotur, Stanko Paunović, Analogni elektronički sklopovi, Zagreb 2009.3. Nediljka Furčić, Elektronički sklopovi, Neodidacta doo Zagreb, Zagreb 2008.4. Tomislav Brodić, Analogna integrisana elektronika, Svjetlost, Sarajevo 1989.5. Vojin Cvekić, Elektronika I, Poluprovodnička elektronika, Naučna knjiga Beograd, Beograd 1986.6. Jasmina Omerdić, Sejfudin Agić, Elektronika za III razred, JUMS Elektrotehnička škola Tuzla, 2012.7. Sejfudin Agić, Elektronika za I i II razred, JUMS Elektrotehnička škola Tuzla, Tuzla, 2012.8. Sejfudin Agić, Praktičnanastava III – Modul I Stabilisani izvori napajanja, JUMS Elektrotehnička škola

Tzla, Tuzla 2013.9. www.elektronika.ba 10. https://sr.scribd.com/doc/64467235/17/ISPRAVLJA%C4%8CI-I-STABILIZATORI

15

http://www.elektronika.ba/

Documents

Vjezba I - Ispravljaci Bez Stabilizatora