Цель работы:
1. Исследование влияния конденсатора, подключенного параллельно нагрузке, на форму выходного напряжения однополупериодных и двухполупериодных выпрямителей.
2. Исследование влияния величины емкости конденсатора на среднее значение выходного напряжения.
Краткие теоретические сведения
Если включить конденсатор на выход любого из выпрямителей, рассмотренных в лабораторных работах 2 и 3, то переменная составляющая выходного напряжения будет ослаблена.
Работа выпрямителя в установившемся режиме характеризуется двумя интервалами - интервалом заряда конденсатора, когда ЭДС вторичной обмотки трансформатора больше напряжения на конденсаторе С, и через диод проходит ток, и интервалом разряда конденсатора на сопротивление нагрузки, когда ЭДС вторичной обмотки трансформатора меньше напряжения на конденсаторе С, и ток через диод не проходит.
В реальных выпрямителях, когда С¹¥, напряжение на конденсаторе в период заряда повышается, а в период разряда понижается. Половину интервала, в течение которого через диод протекает ток, принято называть углом отсечки q. Полный цикл заряда конденсатора происходит за половину периода питающего напряжения. В результате кривая выпрямленного напряжения получается сглаженной.
В период заряда конденсатора (-q£J£+q) ток в диоде
,
где 
и 
, а 
.
Ток нагрузки
. (4.1)
Подставляя в выражение (1) значение 
, получим
. (4.2)
Величина А (q) в выражении (2) является функцией угла отсечки
. (4.3)
Все основные электрические параметры схемы могут быть выражены как функции угла отсечки либо величины А (q).
Максимальное значение тока в вентиле 
,
где 
.
Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора
|
|
,
где 
.
Действующее значение ЭДС вторичной обмотки 
,
где 
.
Мощность вторичной обмотки трансформатора
.
Мощность S 2 максимальна при q=370, поэтому следует выбирать режимы работы выпрямителя при значении угла q=32…420, что соответствует А (q)=0,1…0,2. Мощность вторичной обмотки и типовая мощность трансформатора равны.
Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения по первой гармонике К п1 при конечном, но достаточно большом значении емкости конденсатора
, (4.4)
где
;
;
где U d.max и U d.min - максимум и минимум выпрямленного напряжения,
Выражение (4.4) позволяет также по заданному коэффициенту пульсаций К п1 определить необходимую величину емкости конденсатора.
Выпрямитель с емкостным фильтром имеет круто падающую внешнюю характеристику, поэтому не рекомендуется использовать такой выпрямитель для питания потребителей с переменной нагрузкой, так как напряжение на выходе выпрямителя будет изменяться по величине.
Среднее значение выходного напряжения 
выпрямителя с емкостным фильтром может быть приближенно оценено из соотношения:
, (4.5)
На рис. 4.1 и 4.2 показаны соответственно однополупериодный и двухполупериодный выпрямители с емкостным фильтром на выходе.