交流电及整流滤波电路实验与示波器测量时间实验:

交流电及整流滤波电路实验与示波器测量时间实验:
交流电及整流滤波电路实验与示波器测量时间实验:

电磁学仪器维护指南

1.交流电及整流滤波电路实验与示波器测量时间实验 2。凯特摆测重力加速度实验及超声波的传播速度实验 3。交流谐振电路实验和交流电桥实验 4。CSY10A 型传感器系统实验 5。螺线管测磁场 6. 霍尔效应 7.直流电测量 8.用直流电位差计精确测量电压 9.双臂电桥测低电阻 电磁测量是物理实验中最重要的基础内容,它在当今生活、生产和科学研究中有着最广泛的应用。实验过程中所使用的仪器种类繁多,所以我们在验证实验原理的同时,也要让同学们学会对各种电磁测量仪器仪表的正确使用。只有在对实验仪器能正确使用的前提下,我们才能保证实验过程中的数据的准确性和精确性。尤其近年来,电磁学实验室更新了大部分的仪器,而且也增添了许多新的实验内容和仪器,这样就有必要对这些新的仪器设备的使用测量方法以及维修维护等知识加以了解,以便在实验过程中教会学生仪器的正确使用方法以及仪器出现故障或其他异常情况我们如何来加以排除。

交流电及整流滤波电路实验与示波器测量时间实验:

由于这两个实验实验仪器基本都是电子仪器(示波器、信号发生器、数字电压表),所以在使用过程中请同学们注意使用安全,不要擅自接触仪器的电源插头,以免发生意外,如果感觉仪器不太好用请及时联系实验室老师加以解决。同时由于实验对象是大一的本科生,相当一部分同学以前很少接触到电子仪器,所以在实验过程中可能会出现各种问题,现根据经验将部分常出现的故障现象及排除方法写出来,供大家参考。

一、示波器测量时间实验:

1. 现象:示波器屏幕上没有任何信号。

可能的原因有:

(1) 示波器的电源开关没有打开;

1-5

5-7

7-10

10-15

15-15

15-16

16-17

17-19

19-21

(2)亮度设置太低,请调节亮度旋扭,增加亮度;

(3)波形偏离屏幕显示区,请调节上下位移旋扭和左右位移旋扭,使波形在示波器屏幕中间区域显示;

(4)实验者可能将所用通道的接地旋扭按下了,这样信号就会对地短路,没有任何信号输入到示波器测量端,请将该旋扭弹起;

(5)仪器相关元件损坏,请联系实验室老师解决。

2.现象:在做示波器测量时间实验中,所读波形周期与理论值相差太大。

可能是由于:

(1)没有把扫描微调旋扭置于校准的位置;该旋扭位于时基旋扭下方,请将其右旋到底;

(2)如果所测周期与理论值相差5倍左右,请看一下是不是将×5扩展档按下了?如果按下该档,实际时基量程只有所标的五分之一,

请把旋扭弹起,或者在按下的情况下,按实际时基量程的五分之

一计算即可,(该旋扭位于时基旋扭的上方)。

(3)所用信号源输出的实际频率不是实验内容的测量点频率,请注意信号源频率直接从右方LCD显示读出即可,不需将结果再乘以所

用频率档;例如:信号源显示为199Hz,所用频率档为×1K档,

那么信号发生器最终输出的频率是199Hz,而不是199KHz

(199×1KHz)。

3.现象:在做示波器测量时间实验中,所读波形V pp(峰峰值电压)与理论值相差太大。

可能由于:

(1)没有将相关电压灵敏度微调旋扭右旋到校准位置,该旋扭位于电压灵敏度旋扭的下方;

(2)所用的电压灵敏度量程与所用通道不一致,比如用通道1(CH1)

测量电压,记录时误读了通道2(CH2)的电压灵敏度量程。

4.现象:实验中示波器显示的待测波形老是在屏幕上移动,测量不方便。

可能由于:

(1)你所用的通道与垂直方式选择档位、触发源选择档位不一致。例如:如果实验者用通道1测量数据,请保证垂直方式置于通道1

位置,同时触发源档位也应置于通道1位置,否则波形可能不稳;

(2)如果上面档位正确,请调节电平旋扭,该旋扭能调节触发电平值的大小,使待测波形稳定;

5.现象:在用李萨如图形测公共信号源频率时,没有出现图形。

可能由于:

(1)你所处的这一排(5人)实验者中,可能有同学将测量探头的正负极与木方盒上的正负极接反,从而将公共信号源输出短路,自

然没有李萨如图形出现,请同学们检查自己有没有接错;

(2)公共信号源电源开关没有打开,因此没有向外提供输出信号;

(3)测量用探头(有红、黑两个鳄鱼夹)损坏,请找实验室老师调换一根;

6.现象:在用李萨如图形测公共信号源频率时,李萨如图形有明显拐点;与理论不一致。

可能由于:信号发生器的波形选择不是正弦波,由于公共信号源输出的是正弦波信号,所以应保证本地信号源输出的也应是正弦波信号。

7.现象:示波器器的扫描时基线有点倾斜,不水平。

解决:请调节光迹旋转旋扭,找实验室老师解决也可,需一支小型一字形螺丝刀。

8.现象:示波器显示波形较模糊。

可能由于:

(1)示波管老化;

(2)请调节聚焦旋扭。

二、交流电及整流滤波电路实验

示波器使用出现的问题请参阅上面内容。

1.现象:测交流电电压时,数字万用表上显示的电压有效值与理论相差太大。

可能由于:

(1)没有将数字万用表的测量表笔与输出按线柱良好接触;

(2)正弦交流电压波形的V pp(峰峰值电压)应以示波器观察为准,而不应该以信号发生器右边LCD显示的电压为准,这是由于信号

发生器输出的频率显示较准,而电压显示值与实际输出峰峰值有

一定误差。

2.现象:做整流波形的测量时,在示波器上没有看到对应的半波或全波整流的波形。

可能由于:

(1)信号发生器输出测量线损坏,请找老师更换一根;

(2)误将信号发生器输出的正弦波信号按到电路板的输出端,正确的情况是应该接到电路板的“信号输入”端,电路板上有标识;

(3)实际所用电路中的整流二极管损坏;请联系老师更换元件;

(4)信号发生器输出正弦波信号的峰峰值太小,本实验为10V;

(5)信号发生器波形选择开关,应该把正弦波旋扭按下,如果波形选择的三个按扭一个都没选择,信号源就不会有任何的信号输出。

本实验应把正弦波旋扭按下。

(6)信号发生器的衰减开关一般情况不要使用;如果不慎选择,输出信号电压将按比例衰减。20dB档:将输出信号电压衰减10倍;

40dB档:将输出信号电压衰减100倍;60dB档:将输出信号电

压衰减1000倍。

3.现象:做整流波形的测量时,观察不到半波整流波形(没有二极管截止时对应的零电平)。

可能由于:信号发生器的直流电平调节旋扭打开了,请关闭。否则,信号发生器输出的波形的直流电位将会整体变高或变低。与我们理论要求的信号输出条件不一致,从而造成在信号的负半周,由于电平仍为正值,二极管并不截止。

三、实验仪器维护:

1.实验做完请把仪器关闭,避免仪器长时间工作。由于电子元件都有一定的使用寿命,在无人使用时,请关闭仪器

2.长时间不用时,最好用布遮盖仪器,以免进入灰尘。灰尘过多,在阴雨天气,容易受潮而使仪器工作时发生短路而损坏。

3.示波器在使用时,应该告诉同学避免在屏幕上长时间出现一个亮点的现象,应该扫描出时基线。长时间出现亮点,会加速示波管

老化过程。做实验过程中也应该提醒同学们尽量不要把亮度调得

过大,否则长时间观测对实验者眼睛及仪器本身都有损害。

4.由于仪器工作时间较多,要定期检查相关旋扭,尤其是波段开关,看是否错位,所对应的电压、时间、频率值是否与输出吻合。若

有误差,要及时加以调整。

凯特摆测重力加速度实验及超声波的传播速度实验:

这两个实验电子仪器使用较多,请同学们在实验过程中注意安全,仪器如有问题请联系实验室老师更换,自己不要更换仪器,以免发生意外!

一、凯特摆测重力加速度实验故障现象及排除方法:

1.现象:测单个周期时,周期读数的重复性不好,相差较大。

可能由于:

(1)天气热的情况下,有没有开风扇,空气阻力对测量周期有很大影响;

(2)刀口是否太粗糙了,必要时请联系实验室老师加些润滑油改善;

(3)多用数字测量仪本身工作不正常,与实验室老师联系解决;

(4)凯特摆两端的挡光金属部分在实验过程中是否调节好,满足挡光的要求?

(5)凯特摆在摆动时是不是在平面内摆动,尽量不要形成圆锥摆.

(6)可能没有把摆在刀口上放好,导致摩擦增大,影响周期读数。

2.现象:还没有摆动凯特摆,多用数字测试仪就开始记数了。

可能由于:没有将光电门测量探头很好地插入B输入接口。

3.现象:用多用数字测试仪测周期时不计数。

可能由于:

(1)光电门测量探头未接入B输入接口;

(2)光电门坏,联系实验室老师解决;

(3)多用数字测试仪的复位按钮损坏,造成不能清零;

(4)是否未将测量选择开关置于“振动”档位。

本实验还应注意的问题有:

1.测量一个周期时,请将计数-停止开关置于停止档,这样多用数字测试仪会自动记一个周期的时间;

2.测量10个周期时,请先选择计数-停止开关于计数的位置,到第9个周期时,再将该开关打到停止的位置,这样仪器会在第10个周

期时停止计数;

3.时标开关应该选择0.1ms比较合适。

二、超声波在空气中的传播速度实验实验故障现象及排除方法:

1.现象:用驻波法测声速时,移动换能器,示波器接收到的输出电压波形无大小变化。

可能由于:

(1)测量线损坏,请联系实验老师更换;

(2)射换能器和接收换能器不垂直、不平行;

(3)示波器相关功能档位设置不合适;

(4)信号发生器输出频率偏离换能器固有谐振频率太大;

2.现象:用相位法测声速时,李萨如图形只在一个方向大小变化,无法判定相位差。

可能由于:

(1)示波器工作方式未置于“X-Y方式”;

(2)示波器通道1(CH1)、通道2(CH2)测量端分别接发射换能器输入端和接收换能器输出端,检查是不都是接到一个端口造成该

现象;

三、仪器维护:

1.凯特摆在长期不使用时,要在刀口处加入润滑由,然后用布盖住防尘,摆捶要取下,摆最好要垂直吊挂,以免发生微小形变(弯

曲);

2.示波器在使用过程中避免长时间出现一个亮点,也不宜过亮,这样可以延长示波管的使用寿命。信号源的按键由于使用频繁,所

以要定期检查,看档位有没有发生错位现象,用频率计等仪器来

校验输出频率是否在允许的误差范围内,再加以调校。

交流谐振电路实验和交流电桥实验

这两个实验所用的设备基本都是电子仪器设备,比如示波器、信号发生器、电容箱、电阻箱和电感箱等。而每个仪器设备上的调节旋钮又比较多,如果不能正确使用它们,我们在实验过程中将会遇到问题,对实验数据和处理结果有较大影响,所以在实验之前同学们最好仔细听老师对仪器使用的讲解。现将实验过程中出现的部分问题及原因列出,供同学们参考。

一、交流谐振电路实验

1.现象:调节信号源频率,而在示波器上观察的电压波形无明显变化。

可能由于:

(1)信号源频率的调节范围离RLC串联或并联谐振电路的谐振频率较远,可先根据R、L、C的值估计谐振频率是多少

(2)所用电感箱、电容箱和电阻箱至少有一个可能损坏,请联系老师用相关仪表检测是何种原因。

2.现象:调节信号源频率,虽然在示波器上观察的电压波形有大小变化,但对应信号源的频率与RLC串联或并联电路的谐振频率理

论值相差太远。

可能由于:

(1)信号源输出频率的读数结果不正确,注意:信号发生器LCD显示的就是最终结果,不需再乘以频率档位值。

(2)电容箱和电感箱至少有一个输出电容值或电感值不准确,请检查一下调节旋钮有没有错位,然后再找实验室老师用相关工具加以

调整或更换。

3.现象:在测品质因数Q时,需测量出VL和VC值,但是测得VL 和VC值随着信号发生器频率的改变并没有大小的变化过程,且

其值和输入电压Vi相差不大。(串联谐振实验)。

可能由于:测VL和VC时(串联谐振电路),我们要将书(大学物理实

验第二册)上84页图2.2.4-5变换一下元件的位置再来测量,即测电感上电压VL时,我们要将图中的电感L放在RLC串联支路的最下方,目的就是保证信号发生器的接地端、示波器的接地端要共地。如果电感L还是在串联支路上面的话,我们用示波器来测量电感L两端电压时,就会造成信号发生器的接地端、示波器的接地端不共地,通过分析我们就知道电容C和电阻R都被短路了,这样测量VL就等于测量Vi,所以就会产生上面的现象。测电容上电压VC类似变换即可。

二、交流电桥实验:

1.现象1:在测量电感时,反复调节元件值但耳机声音仍然比较大,且声音没有降低的趋势。

可能由于:

(1)待测电感线圈本身损坏,请联系实验室老师修理或更换。

(2)可调节的电容箱可能未接入电桥中;

(3)电容箱和电阻箱有可能档位由于使用过久而发生错位,所以实际的输出值与我们通过档位读出的值有较大差别,按照此值调节电

桥就不易调节平衡(即耳机近似没有声音)。

(4)耳机或扬声器接入位置错误。

2.现象2:在调节交流电桥平衡时,耳机或扬声器一直没有声音,但并不是已调节电桥达到平衡(即接好电路闭合电键后扬声器就

没有声音)。

可能由于:

(1)此电路用的导线很多,某一根导线损坏都有可能产生上面的现象,请老师用万用表判断最易引起此故障的那些导线中有无断路的导

线,并更换导线。

(2)音频信号发生器有没有打开?如果整组同学都发生耳机没有声音的现象,估计提供音频信号的信号源没打开或连接线断开。

(3)耳机或扬声器本身损坏,请联系老师更换。

(4)所用的电阻箱和电容箱中有仪器损坏,请老师更换。

三、交流电桥实验中需要注意的事项:

1.实验课本88页图2.2.5-6测电容的电桥电路图中Z3臂上只有一个待测电容,图中画的是待测电容C的等效电路(即虚线框部分),

所以在连接电桥时,一定不要在Z3臂上串接电阻箱,本实验只

用到三个电阻箱。

2.音频信号源的输出电压约有10几伏,电桥平衡时,ABC支路和ADB支路都必须有足足够的阻抗,以减少支路上的电流。否则会

烧坏电阻箱或使信号源短路。

3.平衡电桥的过程中,电阻箱和电容箱的调节都应从高档开始,逐步调到低档。

4.电桥没达到平衡时,耳机或扬声器声音较大,不要离耳朵太近,也不要长时间贴近耳朵,以免耳朵疲劳,影响听力。

四、仪器维护:

由于这两个实验所用电子仪器较多,对电子仪器的维护也特别重要。

1.示波器工作时亮度不要太大,告诉同学尽量不要让示波器屏幕上长时间出现一个亮点,要扫描出时基线。

2.信号源避免短路,即信号源输出的正负极在接入电路时不要接反;

3.电阻箱、电容箱和电感箱因实验过程中档位调节比较频繁,是最容易发生故障的,需定时检查档位是否发生了错位,及时进行调

整。还要检查它们的输出值和标称值相差是否太大,适当在旋钮

内加入少许润滑油以避免死档(旋钮拨不动)的现象。

CSY10A型传感器系统实验

一、实验注意事项

1.打开电源前应认真检查线路接线是否正确。

2.如用电脑软件记录数据,应将实验仪的数据采集输出线接入点脑的COM1端口,打开数据采集应用软件,填好姓名,实验名称,

和实验用参数。

3.进行数据采集:先在实验仪上调好一个实验点,然后再用数据采集软件采集数据。

二、实验的管理

如实验仪是好的接线也无误但仍无信号:

1.查实验仪的±15V电源开关是否打开。(在有运放的实验电路中)。

2.检查各段导线是否连通,如有示波器可用示波器检查导线的两端的电信号是否一致,如是直流实验可用实验仪上的直流电压表检

查导线的各端电压否相等。如是交流实验也可用实验仪上的频率

表检查导线的各端频率否相等,但这不能检查交流信号的幅值,

如信号频率在用万用表的测交流电压的频率范围内则可用万用表

的交流档测导线的各端电压否相等。还可用万用表的电阻档检查

各导线的电阻是否为零。

三、实验设备维护(以下所有检测均要参考电路图)

1.半导体应变片的检测:

万用表置电阻档将表笔跨接在面板上应变片两端,拨动应变梁,电表指针应有摆动,如无穷大则应变片损坏。需由厂家更换。

2.桥电位器的检测:

万用表置电阻档将表笔跨接在面板上电位器的一端和中间抽头间,旋转电位器如表针不动或变化有波动则电位器损坏,可拆开面板更换。

3.毫伏表的检测:

将表的IN端与地短路,调节调零电位器,如无法调零一般是调零电位器

或内部运放损坏。需更换电位器或运放。运放为插拔式的很好更换。另外前级运放输入端的两个过压保护二极管也可能损坏,可拆下量其正反向电阻。

4.音频及低频震荡电路的检测:

(1)频率的检测:将震荡器的输出端接入面板上电压/频率表的输入端(IN),将电压/频率表开关置2K或20K档,旋转频率调节电位器,

表上所示频率最大和最小值应和面板所标值一致。

如有损坏应据电路图分别检测震荡集成块,运放集成块和功放电路。

震荡集成块:用示波器测其输出端(脚9,3,2)应有输出信号,调节8脚的电位器输出信号的频率应有变化。如无信号则应分别检查电源电压,各电位器等易出故障原件,最后可更换一好的同型号集成块测试。

运放集成块:输入端(脚2)输出端(脚6)信号的波形应一致,输出信号无变形,调节脚2处的“增益电位器”输出信号的幅值应相应改变,否则应检查电源电压,电位器,运放集成块等。

功放电路:输出波形应上下一致,如不一致则相对应的功放管可能损坏。

(2)增益检测:将震荡器的输出端接面板上低通滤波器的输入端,将低通

滤波器的输出端接面板上电压/频率表的输入端(IN),表的开关置2V 或20V档,调节增益电位器,表的示值应线性改变,如有跳动一般是电位器有问题。

5.稳压电源的检测:

由电路图可知,该电源系统分为四组:

(1)+2V,4V,6V,8V,10V五档为一组。其电压由10V的稳压块317产生,10V以下各电压由直流分压电路产生。如该组电源损坏应检查317

稳压块。如该组电源不准可调节该分压电路的末级220Ω电位器校

准。

(2)-2V,4V,6V,8V,10V五档为一组。其电压由-10V的稳压块337产生,-10V以下各电压由直流分压电路产生。如该组电源损坏应检查337

稳压块。如该组电源不准可调节该分压电路的末级220Ω电位器校

准。

(3)+15V档为一组。其由单一的15V稳压块7815产生,如该档坏应检查该集成块,及其前后的两个电容和其接地线。

(4)-15V档为一组。其由单一的-15V稳压块7915产生,如该档坏应检查该集成块,及其前后的两个电容和其接地线。

(5)±15V档电源给CSY10A型传感器系统实验仪的所有运放集成块提供工作电压。

(6)所有电源的前级是QL306整流集成块,它的前级是变压器,保险丝,开关和电源插座。如所有的电源都有问题应检查这一部分。

检查保险丝开关和电源插座时,可用万用表的直流档测其直流电阻。

检查QL306整流集成块时,应断开负载用示波器测其输出电压波形,如有问题应予更换。

检查变压器时应断开负载,测其两端直流电阻,如开路则内部线圈断开应更换变压器。

6.差动放大器,电荷放大器,低通滤波器,移相器,电压放大器

的检测,热敏式温度传感器:

该五个功能块均由运放组成。除电位器,运放的外围元件都是电阻,电容不易损坏原件组成。如有问题,首先应检测电位器是否损坏,再检测运放工作电压±15V是否正常,运放则需更换集成块检测,最后检测电阻电容。

7.电容变换器的检测:

电容变换器的前级是一将+15V电压变为+5V电压的稳压块,其为后级的震荡电路提供电压。震荡电路的输出为下级的运放输入,运放的输出为电容变换器的输入。

检测时应用示波器检测面板上电容变换器部分的两可变电容符号的上端,示波器上应看到等幅震荡的波形。

如无波形应检测运放的输入端是否有等幅震荡波形,如有,则应检查运放电路,主要是运放的电位器,工作电压,和运放集成块本身。如运放的输入端无等幅震荡波形,则应检查运放前级的震荡电路,首先检查5V电压是否正常,如不正常还应检查前级的15V电源是否正常,然后检查震荡电路连接的两二极管,检测其正反向电阻,最后检测震荡电路的集成块。

示波器上如无等幅震荡波形,而运放输出有等幅正当波形则应检查电容变换器,该部分电路由电容,电感和二极管组成,主要检查二极管,可用示波器逐个检查二极管的各端脚波形,如有问题应更换。

8.相敏检波器的检测:

将面板上音频震荡器的L0输出端接入2端,用示波器测3,6,7端均应有

方波。如6,7端有方波,3端没有,则可能是运放A2和场效应管3DJ7有问题。如6端有方波7,3端没方波,很可能二极管D损坏。如6端无方波则运放A1损坏的可能性很大。

9.涡流变换器的检验:

接上涡流传感器,上下拨动实验仪上的圆盘,变幻器的输出端应有相应电

压变化。如无变化,应先检测变换器电路中晶体管T2射极电阻上端的电压是否变化,如无变化T2损坏的可能性很大。如能变化,则检查晶体管

T1的射极是否有变化,如无变化则T1损坏可能性很大。

螺线管测磁场

载流导体产生的磁场分布,是人们经常关心的问题。本实验通过测试螺线管的磁场而理解磁场的一些特性和电磁感应定律。

本实验所使用仪器为XFD-7A低频信号发生器、、量程为50mA直流电流表、DA16晶体管毫伏表、长直螺线管、探测线圈(小螺线管)及单刀双掷开关、连接导线等构成。

一、实验注意事项:

1.所接线路有无问题。

2.由于所用仪器趋于老化,实验中数据可能随时有所变化,所以数据的读取要快一些。

3.晶体管毫伏表要随时调零,以消除读数的误差。

4.线路接线尽可能紧密,否则会引起电流表指示不稳定。

二、可能故障的产生及消除:

1.电流表无指示。先查低频信号发生器有无功率输出,若有查线路有无断路。

2.探测线圈(小螺线管)无电压。如果大螺线管正常(有电流指示),则看晶体管毫伏表是否正常,是则可证明小螺线管引线开路。另外,

线路接线不牢也是导致此种现象的一个原因。

霍尔效应

当载流导体处在磁场中时,若磁场方向和电流方向垂直则在和磁场,电流方向都垂直的方向上出现横向电场称之为霍尔效应。

实验仪器为一组合仪器、实验台由电磁铁(2500GS/A)、霍尔样品和样品架、双刀双掷开关构成。测试仪由励磁恒流源、样品工作恒流源、数字电流表、数字毫伏表等构成。由于仪器为成套组合,损坏后没有多余配套替换所以请大家留意。

一、实验注意事项:

1.实验台三个切换开关、接线柱接线时切忌过分用力,以免影响仪器使用寿命。

2.样品通过调节架一定要使之处在磁场的中心位置上,否则会影响数据的准确性。

3.测试仪上的励磁电流、样品工作电流调节器为两个多圈电位器,易损坏。在实验中调节时不要太快,旋到头时忌继续用力,否则

会造成仪器的损坏。

二、仪器故障排除:

1.霍尔电压、不等位电势显示不稳定,检查切换开关及接线柱是否牢固。

2.电流显示不稳定及调节时无变化,一般情况下可能多圈电位器损坏更换即可。

3.无霍尔电压:若其它方面无问题可能霍尔元件已损坏,需更换。

直流电测量

一、实验注意事项:

在仪器中的使用及电学测量中,对直流电的测量是最重要的测量之一。本实验就是其中的几种。实验中多个电路由量程为100─1000uA直流电流表5─1000mA直流电流表、滑线变阻器、数字电压表、以及分压器、限流器、单刀单掷开关、连接导线组成。实验本身与所用仪器虽然不十分复杂,但要得到较好的数据,还必须注意以下事项:

1.线路的连接一定要正确,先接电路,经检查无误后,方可接通直流电源。

2.电流表、电压表的量程档选择正确的档位。

3.线路接好后开关稍碰一下,看电流、电压表指示是否过大,如是

则调节分流器、分压器至表针正常为止。反之则可合上开关继续

实验。

二、仪器故障排除:

1.电压,无电流一般为开路现象,或半导体二极管损坏。

2.电位器,二极管为易损部件,用万用表即可检查出来,更换即可。

用直流电位差计精确测量电压

直流电位差计精确测量电压是利用直流补偿原理制成的一种仪器,补偿法是一种比较测量法。

用电位差计测量电压,是将未知电压与电位差计上的已知电压相比较,它不像伏特计那样要从待测线路中分流,因而不干扰待测电路,测量结果仅仅依赖于准确度极高的标准电池、标准电阻和高灵敏度的检流计。它的准确度可以达到0.01%或更高,是精密测量中应用最广泛的仪器。

实验中电路由UJ31型低电势直流电位差计、AC5/2型直流指针式检流计、YJ24型晶体管稳压电源、饱和标准电池、电阻箱、标准电阻(0.1Ω)、70Ω电阻、单刀单掷开关、连接导线等组成。

电位差计面板图

一、注意事项

1.按线路图要求连接线路,晶体管稳压电源、饱和标准电池、未知电阻和标准电阻连接到电位差计时注意电压头的正、负极性。

2.电位差计面板图Ea=(5.7-6.4)V是连接晶体管稳压电源。线路经检查正确后,方可打开电源,以免烧毁电源。

3.实验中电位差计D(用×1档)、K旋钮不能放在“断”位置。

4.测量前必须先调节检流计零点(将小旋钮移向“白色圆点”),再校验电位差计“标准”。(调节“粗”“中”“细”旋钮)

5.调节平衡时,严禁将检流计的“电计”按钮及电位差计的“粗”、“细”

按钮同时锁住,以免损坏检流计。先按下“粗”并转一角度锁住,

同时用手压住“电计”调节读数盘以防指针急速偏转立即松手,

估祘一下电压值再进行“细”调。

6.晶体管稳压电源没有连接电位差计时,请不要打开电源,否则会烧毁电源。

7.请避免使用0.001mV大盘的空档,造成测量过程中检流计指针突然不动。

二、常见故障排除:

1.检流计指针往一边偏,原因是标准电阻和未知电阻正、负极接反,需重新按线路图电流回路连接线路。

2.检流计指针左右晃动不停,原因可能是晶体管稳压电源电压不稳或超过6.4V电压需修理。

3.测量过程中检流计指针突然不动,原因可能是要避开使用0.001mV 大盘的空档、单刀开关没有闭合、接线柱没拧紧或断开;需闭合

单刀开关、拧紧接头或换导线。

三、维护与保养

1.流计在周围空气自100C至350C,相对湿度80%以下的室内应用,空气中不应有可致腐蚀的有害杂质。

2.将小旋钮移向白色圆点位置,并用零位调节器将指针调零。

3.检流计指针摆动不停,用手轻触几下“短路”按钮指针立即停止,手松开。

4.检流计使用完毕后必须将小旋钮移向“红色圆点”位置,同时将“电计”按钮放松。

5.电位差计使用完毕后必须将“粗”、“细”按钮放松,K旋钮放在“断”位置,

6.读数盘恢复到零位。

双臂电桥测低电阻

电阻按照阻值大小可分为高电阻(100K?以上)、中电阻(1~100K?)和低电阻(1?以下)三种。一般说导线本身的电阻和接点处引起的电路中附加电阻约为0.001?左右,这样在测低电阻时就不能把它忽略掉。对惠斯通电桥加以改进而成的双臂电桥(又称开尔文电桥)消除了附加电阻的影响,适用于10-5~102?电阻的测量。本实验要求在掌握双臂电桥工作原理的基础上,用双臂电桥测金属材料的电阻率。

本实验所使用仪器有双臂电桥(QJ36型)、直流复射式检流计(C15/4或6型)、JWY型直流稳压电源(5A,15V)、电流表(5A)、标准电阻(0.001?)、低电阻测试架(待测铜、铝棒各一根)、千分尺、超低电阻(小于0.001?))连接线、双刀双掷换向开关、导线等。

一、注意事项

1..电流表使用应放在水平位置,并尽可能远离强电流导线和强磁场,以免产生附加误差。

2.电流表使用前应先利用表盖上的零位调节把指针调到零位。

3.电流表应串联接入线路,同时在接入线路前必须对电路中的电流强度有所估计,以免过载而使仪表损坏。

4.根据电流回路图接线,标准电阻和未知电阻接于电流回路中为电流头,接于电压回路中为电压头。

5.调节平衡时,严禁将双臂电桥“粗”、“细”按钮同时锁住。

6.按线路图注意双刀双掷开关的连接方法。在不进行测量时将开关断开。

7.使用检流计前用*1档校准零点,实验时先用0.01档开始调节,若光点偏转不大,可逐步调至高灵敏度档。

8.检流计使用完毕后请拔到“短路”档并关闭电源。

第一章--整流滤波电路(附答案)[1]

第一章整流滤波电路 一、填空题 1、(1-1,低)把P型半导体N型半导体结合在一起,就形成。 2、(1-1,低)半导体二极管具有单向导电性,外加正偏电压,外加反偏电压。 3、(1-1,低)利用二极管的,可将交流电变成。 4、(1-1,低)根据二极管的性,可使用万用表的R×1K挡测出其正负极,一般其正反向的电阻阻值相差越越好。 5、(1-1,低)锗二极管工作在导通区时正向压降大约是,死区电压是。 6、(1-1,低)硅二极管的工作电压为,锗二极管的工作电压为。 7、(1-1,中)整流二极管的正向电阻越,反向电阻越,表明二极管的单向导电性能越好。 8、(1-1,低)杂质半导体分型半导体和型半导体两大类。 9、(1-1,低)半导体二极管的主要参数有、,此外还有、、等参数,选用二极管的时候也应注意。 10、(1-1,中)当加到二极管上的反向电压增大到一定数值时,反向电流会突然增大,此现象称为现象。 11、(1-1,中)发光二极管是把能转变为能,它工作于状态;光电二极管是把能转变为能,它工作于状态。 12、(1-2,中)整流是把转变为。滤波是将转变为。电容滤波器适用于的场合,电感滤波器适用于的场合。 13、(1-1,中)设整流电路输入交流电压有效值为U2,则单相半波整流滤波电路的输出直流电压U L(AV)= ,单相桥式整流电容滤波器的输出直流电压U L(AV)= ,单相桥式整流电感滤波器的输出直流电压U L(AV)= 。 14、(1-1,中)除了用于作普通整流的二极管以外,请再列举出2种用于其他功能的二极管:,。 15、(1-1,低)常用的整流电路有和。 16、(1-2,中)为消除整流后直流电中的脉动成分,常将其通过滤波电路,常见的滤波电路有,,复合滤波电路。

整流滤波稳压实验报告

整流滤波及稳压电路 学院:机电工程学院专业:电气工程及其自动化学号:14040410039 姓名:廖芳群 一、实验目的 1.掌握单相桥式整流电路的应用 2.掌握电容滤波电路的特性 3.掌握稳压管稳压的应用和测试 二、实验仪器 电路板,示波器,函数信号发生器等。 三、实验原理 直流稳压电源是所有电子设备的重要组成部分,它的基本任务是将电力网交流电压变换为电子设备所需要的交流电压值,然后利用二极管单向导电性将交流电压整流为单向脉冲的直流电压,再通过电容或电感等储能元件组成的滤波电路来减小其脉动成分,从而得到较平滑的直流电压。同时,由于该直流电压易受电网波动及负载变化的影响,必须加稳压电路,利用负反馈来维持输出直流电压的稳定。直流稳压电源的基本组成框图和工作波形如图一所示: 220V a b c 50Hz 图一 1、整流电路 利用二极管的单向导电作用,将电网的交流电转变成单方向的脉冲直流电,这就是整流。常用的整流电路有半波整流、桥式整流以及倍压整流。这次实验中主要采用桥式整流的方式获得单向脉冲的直流电源。 桥式整流电路(如图二)由四个二极管组成,负载电流也由两路二极管轮流导通(如V1,V2)而提供,波纹小,截止一路两个二极管(如V3,V4)分担反向电压,对整流管要求较低,是最常用的整流电路。

图二 2、 滤波电路 整流电路输出的是直流脉冲电压,这种脉冲电压中含有较大的交流成分,因而不能保证电子设备正常工作,尤为明显的是在音响设备中会出现较严重的交流哼声。因此需要进一步减小输出电压的这种脉动,使其更加平滑。滤波电路就是利用电容或电感在电路中的储能作用来完成此功能的。常用的滤波器有电容滤波和电感滤波,但是相同的滤波效果时,采用电容滤波比采用电感滤波更经济有效。如图三,以桥式整流为例,说明整流滤波的工作原理。 图三 3、 稳压电路 虽然整流滤波电路可使交流电变成平滑的直流电,但由于受到电网电压的波动、负载电阻的变化以及环境温度的变化,这些均会导致输出直流电压的不稳定。因此,大多数电子设备还需要采取一定的稳压电路(措施),以保证输出电压值的稳定。稳压电路的种类通常有稳压管稳压电路、串联型稳压电路、集成稳压电路和开关型稳压电路。 对稳压电路的主要要求如下: ⑴稳压系数s (i i U U U U /0/0/??=)小,稳定度高,即输出电压相对变化量要 远小于输入电压变化量。 ⑵输出电阻0R 小,L I U R ??=/00,0R 小,一般为m Ω量级,表示负载电流变化时,输出电压稳定。 ⑶温度系数T S 小,T U S T ??=/0(mV/℃),T S 表示温度变化时,输出电压稳定。 四、实验内容

《电工技术》习题及答案--整流滤波电路

《电工技术》习题及答案-- 整流滤波电路 -标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

第一章整流滤波电路 一、填空题 1、(1-1,低)把P型半导体N型半导体结合在一起,就形成PN结。 2、(1-1,低)半导体二极管具有单向导电性,外加正偏电压导通,外加反偏电压截至。 3、(1-1,低)利用二极管的单向导电性,可将交流电变成直流电。 4、(1-1,低)根据二极管的单向导电性性,可使用万用表的R×1K挡测出其正负极,一般其正反向的电阻阻值相差越大越好。 5、(1-1,低)锗二极管工作在导通区时正向压降大约是0.3,死区电压是。 6、(1-1,低)硅二极管的工作电压为0.7,锗二极管的工作电压为0.3。 7、(1-1,中)整流二极管的正向电阻越小,反向电阻越大,表明二极管的单向导电性能越好。 8、(1-1,低)杂质半导体分型半导体和型半导体两大类。 9、(1-1,低)半导体二极管的主要参数有、,此外还有、、等参数,选用二极管的时候也应注意。 10、(1-1,中)当加到二极管上的反向电压增大到一定数值时,反向电流会突然增大,此现象称为现象雪崩。 11、(1-1,中)发光二极管是把能转变为能,它工作于状态;光电二极管是把能转变为能,它工作于状态。 12、(1-2,中)整流是把转变为。滤波是将转变为。电容滤波器适用于的场合,电感滤波器适用于的场合。 13、(1-1,中)设整流电路输入交流电压有效值为U2,则单相半波整流滤波电路的输出直流电压U L(AV)=,单相桥式整流电容滤波器的输出直流电压U L(AV)=,单相桥式整流电感滤波器的输出直流电压U L(AV)=。 14、(1-1,中)除了用于作普通整流的二极管以外,请再列举出2种用于其他功能的二极管:,。 15、(1-1,低)常用的整流电路有和。 16、(1-2,中)为消除整流后直流电中的脉动成分,常将其通过滤波电路,常见的滤波电路有,,复合滤波电路。 17、(1-2,难)电容滤波器的输出电压的脉动τ与有关,τ愈大,输出电压脉动愈,输出直流电压也就愈。 18、(1-2,中)桥式整流电容滤波电路和半波整流电容滤波电路相比,由于电容充放电过程(a. 延长,b.缩短),因此输出电压更为(a.平滑,b.多毛刺),输出的直流电压幅度也更(a.高,

(完整版)整流滤波电路实验报告

整流滤波电路实验报告 姓名:XXX 学号:5702112116 座号:11 时间:第六周星期4 一、实验目的 1、研究半波整流电路、全波桥式整流电路。 2、电容滤波电路,观察滤波器在半波和全波整流电路中的滤波效果。 3、整流滤波电路输出脉动电压的峰值。 4、初步掌握示波器显示与测量的技能。 二、实验仪器 示波器、6v交流电源、面包板、电容(10μF*1,470μF*1)、变阻箱、二极管*4、导线若干。 三、实验原理 1、利用二极管的单向导电作用,可将交流电变为直流电。常用的二极管整 流电路有单相半波整流电路和桥式整流电路等。 2、在桥式整流电路输出端与负载电阻RL并联一个较大电容C,构成电容滤 波电路。整流电路接入滤波电容后,不仅使输出电压变得平滑、纹波显著成小,同时输出电压的平均值也增大了。 四、实验步骤 1、连接好示波器,将信号输入线与6V交流电源连接,校准图形基准线。 2、如图,在面包板上连接好半波整流电路,将信号连接线与电阻并联。

3、如图,在面包板上连接好全波整流电路,将信号输入线与电阻连接。

4、在全波整流电路中将电阻换成470μF的电容,将信号接入线与电容并联。 5、如图,选择470μF的电容,连接好整流滤波电路,将信号接入线与电阻并联。 改变电阻大小(200Ω、100Ω、50Ω、25Ω)

200Ω100Ω50Ω

25Ω 6、更换10μF的电容,改变电阻(200Ω、100Ω、50Ω、25Ω)200Ω 100Ω

50Ω 25Ω 五、数据处理 1、当C 不变时,输出电压与电阻的关系。 输出电压与输入交流电压、纹波电压的关系如下: avg)r m V V V (输+= 又有i avg R C V ??=输89.2V )(r 所以当C 一定时,R 越大 就越小 )(r V avg 越大 输V

整流滤波电路实验报告(模板加实验图片)

学生姓名: XX 学号:00000000 专业班级:XXXXXXXXXXXXXX 实验时间:XXXX时XXX分第XX周星期X 座位号:XX 上面是我自己的信息,被我改成“XX”,下载者自行修改,最下面还有我做实验的图片,如果没做实验或者实验一塌糊涂可以参照,或者P成黑白or照着画,这5财富值,你看值,就下载!我很给力的!!!!! 整流滤波电路实验 一.实验目的 1.研究半波整流电路、全波桥式整流、滤波电路; 2.测绘电学原件的伏安特性曲线,学习图示法表示实验结果。 二.实验器材 6伏交流电源,双踪示波器,电解电容470μF×1、100μF×1,整流二极管IN4007×4,电阻箱,导线若干。 三.实验原理 1、利用二极管的单向导电作用,可将交流电变为直流电。常用的二极管整流电路有单相半波整流电路和桥式整流电路等。 2、在桥式整流电路输出端与负载电阻RL并联一个较大电容C,构成电容滤波电路。整流电路接入滤波电容后,不仅使输出电压变得平滑、纹波显著成小,同时输出电压的平均值也增大了。 四.实验步骤

1、连接好示波器,将信号输入线与6V 交流电源连接,校准图形基准线。 2、如图,在面包板上连接好半波整流电路,将信号连接线与电阻并联。 3、如图,在面包板上连接好全波整流电路,将信号输入线与电阻连接。

4、在全波整流电路中将电阻换成470μF的电容,将信号接入线与电容并联。 5、如图,选择470μF的电容,连接好整流滤波电路,将信号接入线与电阻并联。改变电阻大小(200Ω、100Ω、50Ω、25Ω) 6、更换10μF的电容,改变电阻大小(200Ω、100Ω、50Ω、25Ω) 7、分别记下并描绘出各波形图。 五.实验数据以及波形图

《电工技术》习题及答案--整流滤波电路

精心整理 第一章整流滤波电路 一、填空题 1、(1-1,低)把P型半导体N型半导体结合在一起,就形成PN结。 2、(1-1,低)半导体二极管具有单向导电性,外加正偏电压导通,外加反偏电压截至。 3、(1-1,低)利用二极管的单向导电性,可将交流电变成直流电。 4、(1-1,低)根据二极管的单向导电性性,可使用万用表的R×1K挡测出其正负极,一般其正反向的电阻阻值相差越大越好。 5、(1-1 6、(1-1,低)硅二极管的工作电压为,锗二极管的工作电压为 7、(1-1,中)整流二极管的正向电阻越小, 8、(1-1 9、(1-1 10、(1-1,中)当加到二极管上的反向电压增大到一定数值时,反向电流会突然增大,此现象称为现象雪崩。 11、(1-1 12、(1-2 13、(1-1,中) )=,单相桥式整流电容滤波器的输出直流电压U L U L(AV)=。 14、(1-12种用于其他功能的二极管:,。 15、(1-1 16、(1-2,复合滤波电路。 17、(1-2τ与有关,τ愈大,输出电压脉动愈,输出直流电压也就愈。 18、(1-2 a.延长,b.缩短), ,输出的直流电压幅度也更(a.高,b.低)。 二、选择题 1、(1-1,低)具有热敏特性的半导体材料受热后,半导体的导电性能将。 A、变好 B、变差 C、不变 D、无法确定 2、(1-1,中)P型半导体是指在本征半导体中掺入微量的。 A、硅元素 B、硼元素 C、磷元素 D、锂元素 3、(1-1,中)N型半导体是指在本征半导体中掺入微量的。 A、硅元素 B、硼元素 C、磷元素 D、锂元素 4、(1-1,难)PN结加正向电压时,空间电荷区将。

6.11演示实验11桥式整流电容滤波电路

Electronics Workbench 5.0C应用基础教程 6.11 演示实验11:桥式整流电容滤波电路 一、教学目的 1. 演示桥式整流输出电压的波形并与变压器次级波形作比较。 2. 演示加有电容滤波的输出电压的波形,负载变化后对输出电压波形的影响。 3. 测试各种情况下的输出电压,演示当一支二极管开路、短路后输出电压的变化,加深理解桥式整流电路的应用。 二、演示内容 1. 创建单相桥式整流、电容滤波实验电路 (1)双击桌面Wewb32.exe快捷方式图标,启动EWB5.0进入EWB5.0工作界面。 (2)按图6.11.1在电路工作区连接电路 图6.11.1 单相全波整流电容滤波实验电路 ◆安放元器件(或仪器) 单击打开相应元器件库(或仪器库),将所需元器件(或仪器)拖拽至相应位置。利用工具栏的旋转、水平翻转、垂直翻转等按钮使元器件符合电路的安放要求。 ◆连接电路 (3)按图6.11.1所示,给元器件标识、赋值(或选择模型) 双击元器件打开元件特性对话框,进行相应设置。 全波整流波形 电源电压波形 (示波器面板波形显示框) 图6.11.2 电源与全波整流波形 - 181 -

第6章虚拟教学演示实验 ◆信号源u s 单击Label,键入单相交流电源Us。单击Value,设置Vo1tage:200V,Frequency:50Hz,Phase:0。 ◆变压器Tr 单击“Label”,键入Tr 10:1。单击Mode1s,选中Library 中的default和Model中的ideal,单击“Edit”按钮打参数设置对话框,在“primary to Secondary tums ratio”框键入“10”,单击“确定”。 ◆整流桥堆D×4 单击Labe1,键入D×4,单击Models,选中Library中的general1和Model中的BYM10.100,单击“确定”。 ◆电容C 单击Labe1,键入滤波电容C。单击Value,将“Capacitance”设置为20μF,单击“确定”。 ◆开关K 单击Label,键入K,单击确定。由于只有一个开关,故控制键可采用其缺省设置的“Space”(空格键)。否则应在“Value”选项的“key”框键入控制键符号。 ◆负载电阻RL 单击Labe1,键入负载电阻RL。单击Value,将Resistance、Setting、Increment框分别设置为“1k?”、“50”、“5”。单击“确定”。电位器控制键采用缺省设置“R”键,按一下西文状态下的“R”键,将使电位器电阻减小5%。 (4)给节点1~4、Uo进行标识 双击节点打开其特性对话框,单击“Label”,键入标识符号,然后单击“确定”。 (5)通过设置导线颜色确定示波器波形颜色 双击示波器Channel A输入线,打开其设置对话框,单击选项“Schematic Options”,单击“Set Wire Color”按钮调出“Wire Color” 选色板,点击的绿色,而后“确定”。再将Channel B输入线设置为绿色。 (6)仔细检查,确保连接的电路图无误、可靠。 (7)保存文件 单击File菜单的Save选项,在出现的Save Circuit File对话框中首先确定文件存放的路径,然后键入用户文件名,单击“保存”。(实验时应注意及时保存,并注意文件的路径)。 2. 仿真实验 (1)观测整流电路 ◆双击示波器图标打开面板。 ◆设置示波器参数:参考值为: Time base设置:“2.00ms/div”、“Y/T”显示方式。 Channel A设置:“10V/div”、Y Position:“0.00”、“DC”工作方式。 Channel B设置:“10v/div”、Y Position:“0.00”、“DC”工作方式。 Trigger设置:“Auto”触发方式。 ◆运行电路 单击主窗口右上角“O/I”按钮,示波器即可显示工作波形。Channel A显示变压器副边电压的绿色波形,Channel B显示半波整流电路输出电压的红色波形。 ◆观察并记录波形及其幅值 为便于观测,可单击示波器面板上的“Expand”将示波器面板展开,单击“Reduce”则回到示波器面板,单击主窗口“Pause”按钮可控制暂停或仿真。 ◆用数字多用表测量直流输出电压 双击数字多用表图标打开面板,进行设置:单击“V”和“—”(直流)按钮。观察并记录所显示的直流输出电压值。 (2)观测整流滤波电路 ◆按一下空格键,开关K将电容C接入电路,电路成为全波整流电容滤波电路。 ◆观察示波器波形的变化并定性记录波形。 ◆用数字多用表测量直流输出电压。注意应等待读数较稳定后读取数据。 ◆按动西文状态下的“R”键调节负载电阻RL,观察整流滤波输出电庄波形的变化和数字多用表读数的变化。 ◆将RL与Uo点断开,即使负载开路,观察并记录整流滤波输出电压波形的变化和数字多用表- 182 -

电源滤波电路(图) 电源滤波电路解析

电源滤波电路、整流电源滤波电路分析 电源滤波电路 整流电路的输出电压不是纯粹的直流,从示波器观察整流电路的输出,与直流相差很大,波形中含有较大的脉动成分,称为纹波。为获得比较理想的直流电压,需要利用具有储能作用的电抗性元件(如电容、电感)组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。 常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。有源滤波的主要形式是有源RC滤波,也被称作电子滤波器。直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示,此值越大,则滤波器的滤波效果越差。 脉动系数(S)=输出电压交流分量的基波最大值/输出电压的直流分量 半波整流输出电压的脉动系数为S=1.57,全波整流和桥式整流的输出电压的脉动系数S≈O.67。对于全波和桥式整流电路采用C型滤波电路后,其脉动系数S=1/(4(RLC/T-1)。(T为整流输出的直流脉动电压的周期。) 电阻滤波电路 RC-π型滤波电路,实质上是在电容滤波的基础上再加一级RC滤波电路组成的。如图1(B)RC滤波电路。若用S表示C1两端电压的脉动系数,则输出电压两端的脉动系数S=(1/ωC2R)S。 由分析可知,电阻R的作用是将残余的纹波电压降落在电阻两端,最后由C2再旁路掉。在ω值一定的情况下,R愈大,C2愈大,则脉动系数愈小,也就是滤波效果就越好。而R值增大时,电阻上的直流压降会增大,这样就增大了直流电源的内部损耗;若增大C2的电容量,又会增大电容器的体积和重量,实现起来也不现实。这种电路一般用于负载电流比较小的场合. 电感滤波电路 根据电抗性元件对交、直流阻抗的不同,由电容C及电感L所组成的滤波电路的基本形式如图1所示。因为电容器C对直流开路,对交流阻抗小,所以C并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小,对交流阻抗大,因此L应与负载串联。

全波整流滤波电路

二极管全波整流滤波电路 ①下面分两部分介绍其工作原理,即桥式整流电路与滤波电路两部分。 首先,介绍桥式整流电路,其工作原理为如下: 电路图 图10.02(a) 在分析整流电路工作原理时,整流电路中的二极管是作为开关运用,具有单向导电性。根据图10.02(a)的电路图可知:当正半周时二极管D1、D3导通,在负载电阻上得到正弦波的正半周。 当负半周时二极管D2、D4导通,在负载电阻上得到正弦波的负半周。 在负载电阻上正负半周经过合成,得到的是同一个方向的单向脉动电压。单相桥式整流电路的波形图见图10.02(b)。

下面介绍滤波电路的工作原理: (1)滤波的基本概念 滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同,实现滤波。电容器C对直流开路,对交流阻抗小,所以C应该并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小,对交流阻抗大,因此L 应与负载串联。经过滤波电路后,既可保留直流分量、又可滤掉一部分交流分量,改变了交直流成分的比例,减小了电路的脉动系数,改善了直流电压的质量。 (2)电容滤波电路 现以单相桥式电容滤波整流电路为例来说明。电容滤波电路如图10.06所示,在负载电阻上并联了一个滤波电容C。 若电路处于正半周,二极管D1、D3导通,变压器次端电压v2给电容器C充电。此时C相当于并联在v2上,所以输出波形同v2,是正弦形。当v2到达90°时,v2开始下降。先假设二极管关断,电容C就要以指数规律向负载RL放电。指数放电起始点的放电速率很大。 在刚过90°时,正弦曲线下降的速率很慢。所以刚过90°时二极管仍然导通。在超过90°后的某个点,正弦曲线下降的速率越来越快,当刚超过指数曲线起始放电速率时,二极管关断。 所以,在t1到t2时刻,二极管导电,C充电,v C=v L按正弦规律变化;t2到t3时刻二极管关断,v C=v L按指数曲线下降,放电时间常数为R L C。通过以上分析画出波形图如下:

桥式整流滤波电路实验

桥式整流、滤波及稳压电路 一、实验目的 1.学会半导体二极管和稳压管极性的简单测试,了解其工作性能和作用; 2.掌握单相桥式整流、滤波、稳压电路的工作原理和对应电压波形及测试方法; 3.掌握输入交流电压与输出直流电压之间的关系; 4.了解倍压整流的原理与方法。 二、实验原理 整流电路是将交流电变为直流电以供负载使用。直流稳压电源先通过整流电路把交流电变为脉动的直流电,再经各种滤波电路、稳压电路,使输出直流电压维持稳定。由整流、滤波、稳压环节构成的简单稳压电路如图1所示 图1 桥式整流、滤波、稳压电路 三、实验仪器设备 注意事项:切勿用毫安表测电压。注意万用表的交直流电压挡、欧姆挡的转换及量程的选择;防止误操作,避免电源短路、烧损二极管和电容; 四、实验内容与要求根据实验室提供的实验设备完成以下实验内容的设计: 1.用万用表测量二极管,学会用万用表检查二极管极性和性能的好坏。 2.设计并连接单相桥式整流电路,调节负载电阻,使负载电流分别为2mA和8mA,测量并记录输入交流电压、整流电路的输出直流电压和负载两端的电压的大小,用示波器观察并画出上述

3.设计并连接具有滤波的单相桥式整流电路,调节负载电阻,使负载电流分别为2mA和8mA 时,测量并记录输入交流电压,整流滤波电路的输出直流电压和负载两端的电压的大小,用示波器观察并画出上述电压的波形。 4. 在上一个电路(单相桥式整流、滤波电路)中,若改变滤波电容的容量,输出波形会发生什么样的变化?若改变负载电阻,输出波形会发生怎样的变化? 5.

6.设计并连接具有滤波、稳压的单相桥式整流电路,在下列两种情况下,测量并记录输入交流电压、整流滤波电路的输出直流电压和负载两端的电压的大小,用示波器观察并画出上述电压的波形。 (2) 当负载电流保持5mA不变时,使电源电压波动,即使输入的交流电压有效值在15V左右变

实验5 整流、滤波和稳压电路

实验三 整流、滤波和稳压电路 一、实验目的 1、学会用示波器观察半波整流电路,全波整流电路的整流作用,及滤波电路的滤波作用和效果。 2、学会测量半波整流电路,会波整流电路输入电压值与输出电压值的方法。 二、实验器材 示波器一台,可调交流电压源一台,万用表一只,直流毫安表一只,整流二极管四只,电阻和电容。 三、实验原理 单相半波整流电路,单相桥式整流电路及滤波和稳压电路的原理,参看教材第五章。 四、实验内容及步骤 一)、半波整流电路的测量与观察。 1、按线路图1接好电路,将RW 调至最大。 2、置可调交流电压源电压~10V 左右。 3、将输入电压和输出电压分别接到示波器 输入端CH1和CH2上。 4、接通电源,在示波器上观察到输入和输出电压 波形,调节垂直偏转因数。使波形高度适宜, 便于观察。 5、用万用表测出输入电压(交流档)Ui= 测出输出电压平均值(直流档)Uo= 6、将输入电压和输出电压的波形画在图上。

二)、观察滤波电路的滤波作用。 在图1的A 、B 两点间分别接入电容C1=1μF , C2=10μF ,C3=47μF ,(注意电容的接法)。 测量接入电容后的输出电压平均值U01= V U02= V U03= V 并将输出电压波形画在图上。 三)、单相桥式整流电路的测量与观察。 1、按图2接电路,并将输出端电压接到示波器CH2上,(输入交流电压源电压不要接到示波器上)。 2、调正输入交流电压源电压~10V 左右,测出输入 交流电压有效值Ui= V ,测出输出电压平均值(直流档)Uo= V 。 3、将输出电压的波形画在图上。 4、按图3接好电路,并在示波器上观察输出电压波形,同时用万用表测出输出电压平均值Uo= V 。 5、调节RW ,观察输出电压大小如何变化? 图 3 图2

电子技术基础第二章整流与滤波电路习题册

第二章整流与滤波电路 一、判断下列说法是否正确,用“√”和“×”表示判断结果填入空内。 (1)电容滤波适用于大电流场合,而电感滤波适用于高电压场合。() (2)全波整流电路中,流过每个整流管的平均电流只有负载电流的一半。() (3)单相桥式整流电容滤波电路中与单相半波整流电容滤波电路中,每个二极管承受的反向电压相同。() (4)半波整流电路中,流过二极管的平均电流只有负载电流的一半。() (5)硅稳压管并联型稳压电路的负载任意变化,稳压管都能起稳压作用。() (6)电解电容的电极有正、负之分,使用时正极接高电位,负极接低电位。() (7)任何电子电路都需要直流电源供电,因此需要直流稳压电源。() (8)在整流电路后仅用电阻就构成滤波电路。() (9)整流电路能将交流电压转换成单向脉动电压,是利用了二极管的单向导电性。(() (10)全波整流电路中,其中一个整流管短路时对整流电路不影响,输出仍为全波整流。() 二、选择正确答案填入空内。 1、滤波电路中整流二极管的导通角较大,峰值电流很小,输出特性较好,适用于低电压、大电流场合的滤波电路是() A、电感 B、电容 C、复式 D、有源 分析如下图,选择正确答案填在括号内(第2题~第5题),已知U2=10V。 2、接入滤波电容后,输出直流电压为() A、升高 B、降低 C、不变 D、为零 3、接入滤波电容后,二极管的导通角为() A、加大 B、减小 C、不变 D、为零

4、输出电压的平均值U O约为() A、10V B、14V C、16V D、12V 5、若D1短路,则() A、U0减小一半 B、U O不变 C、D3、D4发热 D、D2或变压器烧坏 分析如下图,选择正确答案填写在括号内(第6题~第11题)。 6、设U2有效值为10V,则电容两端电压为() A、 B、9V C、12V D、14V 7、若电容C脱焊,则Ui为() A、 B、9V C、12V D、14V 8、若二极管D4接反,则() A、变压器被短路,D1、D2或变压器被烧坏 B、变为半波整流 C、电容C将过压而击穿 D、稳压管过流而烧坏 9、若电阻R短路,则() A、U O将下降 B、变为半波整流 C、电容C将过压而击穿 D、稳定管过流而损坏 10、设电路正常工作,当电网电压波动而使U i增大时(负载不变),I R将增大,则I W将() A、增大 B、减小 C、基本不变 D、为零 11、设电路正常工作,当负载电流I O增大时(电网电压不变),I R将基本不变,则I W将() A、增大 B、减小 C、基本不变 D、为零

整流滤波稳压实验报告

整流滤波及稳压电路 一、实验目的 1.掌握单相桥式整流电路的应用 2.掌握电容滤波电路的特性 3.掌握稳压管稳压的应用和测试 二、实验仪器 电路板,示波器,函数信号发生器等。 三、实验原理 直流稳压电源是所有电子设备的重要组成部分,它的基本任务是将电力网交流电压变换为电子设备所需要的交流电压值,然后利用二极管单向导电性将交流电压整流为单向脉冲的直流电压,再通过电容或电感等储能元件组成的滤波电路来减小其脉动成分,从而得到较平滑的直流电压。同时,由于该直流电压易受电网波动及负载变化的影响,必须加稳压电路,利用负反馈来维持输出直流电压的稳定。直流稳压电源的基本组成框图和工作波形如图一所示: 220V a b c 50Hz →→→→ Uo 1、 整流电路 利用二极管的单向导电作用,将电网的交流电转变成单方向的脉冲直流电,这就是整流。常用的整流电路有半波整流、桥式整流以及倍压整流。这次实验中主要采用桥式整流的方式获得单向脉冲的直流电源。 桥式整流电路(如图二)由四个二极管组成,负载电流也由两路二极

管轮流导通(如V1,V2)而提供,波纹小,截止一路两个二极管(如V3,V4)分担反向电压,对整流管要求较低,是最常用的整流电路。 图二 2、 滤波电路 整流电路输出的是直流脉冲电压,这种脉冲电压中含有较大的交流成分,因而不能保证电子设备正常工作,尤为明显的是在音响设备中会出现较严重的交流哼声。因此需要进一步减小输出电压的这种脉动,使其更加平滑。滤波电路就是利用电容或电感在电路中的储能作用来完成此功能的。常用的滤波器有电容滤波和电感滤波,但是相同的滤波效果时,采用电容滤波比采用电感滤波更经济有效。如图三,以桥式整流为例,说明整流滤波的工作原理。 图三 3、 稳压电路 虽然整流滤波电路可使交流电变成平滑的直流电,但由于受到电网电压的波动、负载电阻的变化以及环境温度的变化,这些均会导致输出直流电压的不稳定。因此,大多数电子设备还需要采取一定的稳压电路(措施),以保证输出电压值的稳定。稳压电路的种类通常有稳压管稳压电路、串联型稳压电路、集成稳压电路和开关型稳压电路。 对稳压电路的主要要求如下: ⑴稳压系数s (i i U U U U /0/0/??=)小,稳定度高,即输出电压相对变化量要 远小于输入电压变化量。 ⑵输出电阻0R 小,L I U R ??=/00,0R 小,一般为m Ω量级,表示负载电流变化

实验十一整流滤波与并联稳压电路

实验十一 整流滤波与并联稳压电路 一、实验目的 1.熟悉单相半波、全波、桥式整流电路。 2.观察了解电容滤波作用。 3.了解并联稳压电路。 二、实验仪器及材料 1.示波器 2.数字万用表 三、实验内容 1.半波整流、桥式整流电路实验电路分别如图13.1,图13.2所示。 分别接二种电路,用示波器观察V 2及V L 的波形。并测量V 2、V D 、V L 。 图13.1 图13.2 图13.1是二极管半波整流,如果忽略二极管导通电压,输出应是半波波形。如果输入交流信号有效值为1U ,输出信号平均值为 11 45.02U U ≈π ,有效值为 2 1U 。图13.2是二极管 桥式整流电路,如果忽略二极管导通电压,输出应是全波波形。输出信号平均值为 11 9.022U U ≈π ,有效值为1U 。 2.电容滤波电路 实验电路如图13.3 (1)分别用不同电容接入电路,R L 先不接,用示波器观察波形,用电压表测V L 并记录。 (2)接上R L ,先用R L =1K Ω,重复上述实验并记录。 (3)将R L 改为150Ω,重复上述实验。 电容滤波电路是利用电容对电荷的存储作用来抑制纹波。在不加入负载电阻时,理论上应输出无纹波的稳定电压,但实际上考虑到二极管反向电流和电容的漏电流,所以仍然可以看到纹波,由于大电容的漏电流较大,所以接入470μF 时观察到的纹波比接入10μF 时的大。接入负载后,在示波器中可看到明显的纹波。纹波中电压处于上升部分时,二极管导通,通

过电流一部分经过负载,一部分给电容充电,其时间常数为L R r R C R =//(,r 为输入电路内阻);下降部分时,二极管截止,负载上的电流由电容提供,其放电时间常数为C R L 。一般有r R r R L L >>>,因此滤波的效果主要取决于放电时间常数, 其数值越大滤波后输出纹波越小、电压波形越平滑,平均值也越大。平均值)41(21C R T U U L Om - =。 图13.3 电容滤波电路 图13.4 并联稳压电路 稳压管稳压电路由稳压二极管和限流电阻组成,利用稳压管的电流调节作用通过限流电阻上电流和电压来进行补偿,达到稳压目的,因而限流电阻必不可少。对于稳压电路,一般用稳压系数r S 和输出电阻O R 来描述稳压特性, r S 表明输入电压波动的影响,O R 表明负载电阻对稳压特性的影响。 不变 L R i i O O r U U U U S ??= ,不变 i U O O O I U R ??- =。分析电路,设稳压管两端电压为Z U ,流过稳 压管的电流为Z I ,则稳压管交流等效电阻Z Z Z I U r ??=。根据交流等效电路可知: L Z L Z O i i O O i r R r R R r U U U U U U S +?=???= ,Z O r R R =。 3.并联稳压电路

整流滤波实验报告

整流滤波的电路设计实验 一、实验目的:1、研究半波整流电路,全波整流电路。 2、电容滤波电路,观察滤波器在半波和全波整流中的滤波效果。 3、整流滤波电路输出脉动电压的峰值 4、进一步掌握示波器显示与测量的技能。 二、实验仪器:示波器,6v交流电源,面包板,电容(470uF、10uF)电阻(200Ω,100Ω,50Ω,25Ω),导线若干。 三、实验原理: 1、实验思路 利用二极管正向导通反向截至的特性,与RC电路的特性,通过二极管、电阻与电容的串并联设计出各种整流电路和滤波电路进行研究。 2、半波整流电路 变压器的次级绕组与负载相接,中间串联一个整流二极管,就是半波整流。利用二极管的单向导电性,只有半个周期内有电流流过负载,另半个周期被二极管所阻,没有电流。 2.1单相半波整流 只在交流电压的半个周期内才有电流流过负载的电路称为单相半波整流电路。 原理:如图4.1,利用二极管的单向导电性,在输入电压Ui为正的半个周期内,二极管正向偏置,处于导通状态,负载RL上得到半个周期的直流脉动电压和电流;而在Ui为负的半个周期内,二极管反向偏置,处于关断状态,电流基本上等于零。由于二极管的单向导电作用,将输入的交流电压变换成为负载RL两端的单向脉动电压,达到整流目的,其波形如图4.2。 3、全波桥式整流 前述半波整流只利用了交流电半个周期的正弦信号。为了提高整流效率,使交流电的正负半周信号都被利用,则应采用全波整流,现以全波桥式整流为例,其电路和相应的波形如图6.2.1-3所示。

若输入交流电仍为 t U t u P i ωsin )(= (8) 则经桥式整流后的输出电压u 0(t)为(一个周期) t U u t U u P P ωωsin sin 00-== π ωππ ω20≤≤≤≤t t (9) 其相应直流平均值为 ?≈==T P P U U dt t u T u 000637.02 )(1π (10) 由此可见,桥式整流后的直流电压脉动大大减少,平均电压比半波整流提高了一倍(忽略整流内阻时)。 (1) 滤波电路 经过整流后的电压(电流)仍然是有“脉动”的直流电,为了减少被波动,通常要加滤波器,常用的滤波电路有电容、电感滤波等。现介绍最简单的滤波电路。 电容滤波电路 电容滤波器是利用电容充电和放电来使脉动的直流电变成平稳的直流电。我们已经知道电容器的充、放电原理。图6.2.1-4所示为电容滤波器在带负载电阻后的工作情况。设在t 0时刻接通电源,整流元件的正向电阻很小,可略去不计,在t=t 1时,U C 达到峰值为i U 2。此后U i 以正弦规律下降直到t 2时刻,二极管D 不再导电,电容开始放电,U C 缓慢下降,一直到下一个周期。电压U i 上升到和U C 相等时,即t 3以后,二极管D 又开始导通,电容充电,直到t 4。在这以后,二极管D 又截止,U C 又按上述规律下降,如此周而复始,形成了周期性的电容器充电放电过程。在这个过程中,二极管D 并不是在整个半周内都导通的,从图上可以看到二极管D 只在t 3到t 4段内导通并向电容器充电。由于电容器的电压不能突变,故在这一小段时间内,它可以被看成是一个反电动势(类似蓄电池)。 由电容两端的电压不能突变的特点,达到输出波形趋于平滑的目的。经滤波后的输出波形如图6.2.1-5所示。

整流滤波电路

第一节整流电路 电力网供给用户的是交流电,而各种无线电装置需要用直流电。整流,就是把交流电变为直流电的过程。利用具有单向导电特性的器件,可以把方向和大小交变的电流变换为直流电。下面介绍利用晶体二极管组成的各种整流电路。 一、半波整流电路 图5-1、是一种最简单的整流电路。它由电源变压器B 、整流二极管D 和 负载电阻R fz ,组成。变压器把市电电压(多为220伏)变换为所需要的交变 电压e2,D 再把交流电变换为脉动直流电。 下面从图5-2的波形图上看着二极管是怎样整流的。

变压器次级电压e2,是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压,它的 波形如图5-2(a)所示。在0~π时间内,e2为正半周即变压器上端为正下端为负。此时二极管承受正向电压面导通,e2通过它加在负载电阻R fz上,在π~2π时间内,e2为负半周,变压器次级下端为正,上端为负。这时D承受反向电压,不导通,R fz,上无电压。在2π~3π时间内,重复0~π 时间的过 程,而在3π~4π时间内,又重复π~2π时间的过程…这样反复下去,交流电的负半周就被"削"掉了,只有正半周通过R fz,在R fz上获得了一个单一右向(上正下负)的电压,如图5-2(b)所示,达到了整流的目的,但是,负载电 压U sc。以及负载电流的大小还随时间而变化,因此,通常称它为脉动直流。 这种除去半周、图下半周的整流方法,叫半波整流。不难看出,半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的,电流利用率很低(计算表明,整流 得出的半波电压在整个周期内的平均值,即负载上的直流电压U sc=0.45e2 )因此常用在高电压、小电流的场合,而在一般无线电装置中很少采用。 二、全波整流电路 如果把整流电路的结构作一些调整,可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。图5-3 是全波整流电路的电原理图。 全波整流电路,可以看作是由两个半波整流电路组合成的。变压器次级线圈中间需要引出一个抽头,把次组线圈分成两个对称的绕组,从而引出大小相等但 极性相反的两个电压e2a 、e2b ,构成e2a 、D1、R fz与e2b 、D2、R fz ,两个通电回路。

直流稳压电路复习及习题答案参考word

第7章直流稳压电源 7.1 本章主要知识点 7.1.1 整流电路 整流电路的作用是将交流电(正弦或非正弦)变换为单方向脉动的直流电,完成这一任务主要是靠二极管的单向导电作用,因此二极管是构成整流电路的核心元件。常用整流电路如表7.1所示,应重点掌握单相桥式整流电路。 整流电路研究的主要问题是输出电压的波形以及输出电压的平均值U o(即输出电压的直流分量大小),均列于表7.1中。表中还列出了各种整流电路的二极管中流过的电流平均值I D和二极管承受的最高反向电压U DRM,它们是选择二极管的主要技术参数。变压器副边电流的有效值I2是选择整流变压器的主要指标之一。 分析整流电路工作原理的依据是看哪个二极管承受正向电压,三相桥式整流电路是看哪个二极管阳极电位最高或阴极电位最低,决定其是否导通。分析时二极管的正向压降及反向电流均可忽略不计,即可将二极管视作理想的单向导电元件。 表7.1 各种整流电路性能比较表

7.1.2 滤波电路 滤波电路的作用是减小整流输出电压的脉动程度,滤波通常是利用电容或电感的能量存储功能来实现的。 最简单的滤波电路是电容滤波电路,滤波电容C 与负载电阻R L 并联,其特点是: (1)输出电压的脉动大为减小,并且电压较高。 半波整流:2o U U = 全波整流:2o 2.1U U = (2)输出电压在负载变化时波动较大,只适用于负载较轻且变化不大的场合,一般要求时间常数满足: C R L =τ≥2 )5~3(T (3)二极管导通时间缩短,电流峰值大,容易损坏二极管。 (4)单相半波整流时二极管承受的最高反向电压增大一倍,为: 2DRM 22U U = 除了电容滤波电路以外,还有电感滤波电路以及由电容和电感或电阻组成的LC 、CLC π型、CRC π型等复合滤波电路。电感滤波电路的输出电压较低,一般2o 9.0U U =,峰值电流很小,输出特性较平坦,负载改变时,对输出电压的影响也较小,适用于负载电压较低、电流较大以及负载变化较大的场合,缺点是制作复杂、体积大、笨重,且存在电磁干扰。LC 和CLC π型滤波电路适用于负载电流较大,要求输出电压脉动较小的场合。负载较轻时常采用CRC π型滤波电路。 7.1.3 直流稳压电路 直流稳压电路的作用是将不稳定的直流电压变换成稳定且可调的直流电压的电路,完成这一任务的是稳压管的稳压作用或在电路中引入电压负反馈。 1并联型线性稳压电路 并联型线性稳压电路是将稳压管与负载电阻并联,稳压管工作在反向击穿区,可在一定的条件下使输出电压基本不变,从而起到稳定电压的作用,如图7.1所示。 o o 图7.1 并联型直流稳压电路 稳压过程: 选择稳压管选择: o i omax ZM o )3~2()3~5.1(U U I I U U Z === 限流电阻选择:

单相桥式整流滤波电路仿真实验任务书

实验一单相桥式整流滤波电路 一、实验目的 (1)理解二极管全波整流电路的工作原理。 (2)了解各元件的工作性能和外形。 (3)观察单相桥式整流滤波电路的输入和输出电压波形。 (4)由单相桥式整流电路输出电压峰值计算输出电压的直流平均值,并与输入电压有效值进行比较。 (5)由单相桥式整流滤波电路输出电压峰值计算输出电压的直流平均值,并与输入电压有效值进行比较。 (6)由单相桥式整流电路输出电压峰值计算变压器副边电流有效值。 (7)测量全波整流电路中二极管两端的反向峰值电压。 (8)测量整流滤波电路输出脉动电压的峰-峰值。 (9)观察滤波电容接与不接对输出电压波形的影响,了解滤波电容的作用。 (10)观察滤波电容大小的变化对输出脉动电压的影响。 (11)观察负载电阻大小的变化对输出脉动电压的影响。 二、实验器材 虚拟实验设备 操作系统为Windows XP的计算机 1台 Electronics Workbench Multisim ~电子线路仿真软件 1套 示波器Oscilloscope 1台 硅桥MDA2501 1个 数字万用表1个 交流电压源1个 电阻(200Ω,2W)1个 电阻(1KΩ,2W)1个 电解电容(470μF,50V) 1个 电解电容(10μF,50V)1个 开关1个 实际工程实验设备 模拟实验箱1台 函数信号发生器1台 示波器1台 数字万用表1台 电阻(200Ω,2W)1个 电阻(1KΩ,2W)1个 电解电容(470μF,50V) 1个 电解电容(10μF,50V)1个 三、实验原理及实验电路

全波桥式整流电路有电阻负载时直流电压平均值U L与输入交流电压有效值U的关系为 U L= 桥式整流电路输出电压的脉动频率f0为交流电源频率f(=50Hz)的2倍,也等于交流电源周期T倒数的2倍,即 f0=2f=2/T 桥式整流电路中,每个二极管两端所加的反向峰值电压U m为交流电压有效值的2倍, 2U。 以保证安全选取整流二极管时最大反向峰值电压U Rm取2 整流滤波电路的平均直流输出电压U CL可用输出电压的峰值U P减去脉动电压峰-峰值U P-P 的一半来计算,即 U CL=(U P-U P-P)/2 在小电流输出的情况下,全波整流电容滤波电路(包括桥式整流电容滤波电路)的直流输出电压可估算为交流电压有效值的倍,即 U CL≈ 实验电路如图1-1所示。 四、实验步骤 1、变压器副边输出的测量 建立如图1-2(a)所示的电路,双击数字万用表的图标,打开其面板,设置为交流电压档。单击仿真开关,进行仿真分析,观察XSC1示波器屏幕上的波形,如图1-2(b)所示。按下仿真暂停按钮,用游标测量波形的最大值。描绘波形曲线,记录测量的数值和数字万用表(图1-2(c))显示的数字,并与计算值比较。 图1-2(a)变压器副边输出测量电路

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