Расчет выпрямительных схем на диодах: Задания и методические указания к выполнению семестровой работы по курсу ''Общая электротехника''

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Кафедра «Электротехника»

Расчет выпрямительных схем на диодах Задания и методические указания к выполнению семестровой работы по курсу «Общая электротехника»

Волгоград, 2007

УДК 621.317

Расчет выпрямительных схем на диодах: Задания и методические указания к выполнению семестровой работы по курсу «Общая электротехника» /Сост. канд. тех. наук, доцент С.И. Николаева, Волгоград. гос. ун-т. –Волгоград, 2007. -8с.

В работе приведены задания на семестровую работу по разделу «Электроника» курса «Общая электротехника». Включает в себя задания на выполнение семестровой работы и пример расчета. Работа предназначена для специальности 150900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительного производства», но отдельные ее части могут быть использованы и для других специальностей, изучающих курс «Электротехника и электроника».

Табл. 2. Библиогр.: 3 наименования. Печатается по решению редакционно-издательского совета Волгоградского государственного технического университета (ВолгГТУ)

Рецензент: к.т.н., доц. А.В. Емельянов

© Волгоградский государственный технический университет

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ Семестровая работа выполняется по исходным данным в соответствии с вариантом. Семестровая работа содержит 2 задания. В заданиях приведен текст задания и исходные данные для его решения. Исходные данные согласно варианту приведены в таблицах 3.1 и 3.2. Номер варианта соответствует номеру студента в журнале учебной группы. Правила оформления семестровой работы. Семестровая работа оформляется на листах формата А4. Титульный лист

работы имеет стандартный вид и должен содержать наименование

предмета, по которому сделана работа, вариант по номеру в журнале, фамилию и инициалы студента, номер группы учебной группы (см. Приложение 1) . После записи «Проверил» указывается фамилия и инициалы преподавателя. Текст работы может быть набран на компьютере и написан «вручную». В любом случае обязательно приводится полный текст задания. Затем выписываются исходные данные своего варианта, а затем приводятся ответы на вопросы или решение задачи. Текст решения должен содержать пояснения, какой параметр и по какой исходной формуле определяется. Если требуется, чертятся схемы (непосредственно по тексту) и графики (на миллиметровке). Схемы должны быть выполнены карандашом с использованием чертежных инструментов и в соответствии с ГОСТом. Семестровая

работа, выполненная не для своего варианта, а также

оформленная небрежно и не по правилам, не проверяется и не оценивается.

Задание 1. Определить среднее значение выпрямленного тока I0 и напряжения U0, а также

мощность P, выделенную в нагрузочном резисторе

обусловленную

этим

током,

для

однополупериодного

Rн и

выпрямителя,

собранного на полупроводниковом диоде. Нарисовать

схему

выпрямителя

и

объяснить

ее

работу

с

использованием графиков uвх, uвых, iн. Типы

используемых

выпрямителей,

соответствующих

номеру

варианта, приведены в таблице 3.1. Там же указано сопротивление нагрузочного резистора Rн. Напряжение питающей сети U = 220 В. Нелинейностью вольт-амперной характеристики пренебречь.

Номер варианта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Тип диода Д 223 КД 109А КД 204А МД 226Е Д 223А КД 106А Д 229А КД 221В МД 217 Д 229Е Д 226 Д 223Б Д 237Ж КД 109Б КД 112А КД 105Б КД 102А МД 218А Д 229В КД 109Б

Таблица 3.1 –Исходные данные к заданию №1 Rн. Номер Тип диода Rн. варианта Ом Ом 200 21 КД 105В 325 210 22 Д 237Е 330 220 23 КД 103А 335 230 24 Д 273В 340 250 25 Д 229Б 345 270 26 МД 226 350 300 27 КД 221Г 360 400 28 Д 226Е 370 420 29 Д 229Г 380 350 30 Д 237А 280 360 31 КД 103Б 290 380 32 КД 205Е 300 370 33 МД 218 275 310 34 КД 205И 300 220 35 МД 226А 310 240 36 Д 229Д 200 280 37 Д 226А 250 280 38 КД 105Г 260 260 39 Д 237Б 300 250 40 КД 102Б 300

Задание №2. Определить действующее значение U2 и амплитудное значение U2m напряжения на вторичной обмотке трансформатора, его коэффициент трансформации kт, постоянную составляющую выпрямленного тока I0. Выбрать

полупроводниковые

диоды

для

двухполупериодного

выпрямителя, выполненного по мостовой схеме. Напряжение питающей сети U1 = 220 В. Значение выпрямленного напряжения U0 и нагрузочного резистора Rн приведены в таблице 3.2 согласно варианту задания. Нарисовать

схему

выпрямителя

и

объяснить

ее

работу

с

использованием графиков uвх, uвых, iн.

Номер варианта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

U0 В 350 420 300 430 480 440 310 500 450 360 430 320 460 530 330 370 340 440 350 420

Таблица 3.2 –Исходные данные к задаче №2 Rн. Номер U0 Rн. варианта кОм В кОм 1,8 21 380 2,6 1,2 22 460 3,3 1,3 23 550 2,9 1,4 24 490 3,2 1,5 25 360 2,3 1,6 26 390 2,4 1,7 27 370 1,9 1,8 28 510 3,1 1,9 29 450 2,0 2,0 30 470 2,1 2,1 31 480 2,5 2,2 32 400 3,1 3,0 33 420 3,2 1,7 34 520 3,3 1,8 35 500 2,7 1,9 36 510 3,4 1,4 37 410 3,2 2,7 38 470 3,1 2,4 39 540 3,0 2,8 40 440 3,0

Пример расчета Задача №1. Дано: Rпр = 5 Ом; Rобр = 1000 Ом; Rн = 400 Ом; U = 220 В. Решение 1. Сопротивление выпрямителя в проводящий полупериод R1 = Rпр + Rн = 5 + 400 = 405 Ом. 2. Амплитудное напряжение сети Um = 21/2* U = 21/2*220 = 311,1 В. 3. Амплитудное значение тока Im = Um/R1 = 311,1/405 = 0,77 А. 4. Среднее значение выпрямленного тока I0 = Im/π = 0,77/π = 0,245 А. 5. Среднее значение выпрямленного напряжения U0 = RнI0 = 400*0,245 = 98 В. 6. Мощность, выделяемая в нагрузке P = I02 R1 =0,2452 * 400 = 24 Вт. Ответ: I0 = 0,245 А; U0 = 98 В; P = 24 Вт. Задача №2. Дано: Rн = 3 кОм; U0 = 180 В; U1 = 220 В. Решение 1. Среднее значение выпрямленного тока I0 = Iн = U0/ Rн = 180/3*103 = 60*10-3 = 60 мА. 2. Максимальное значение прямого тока Iпр.max = π I0 = π*60 = 188 мА.

3. Максимальное значение обратного напряжения Uобр.max = π U0 = π*180 = 565 В. 4. Амплитудное значение вторичного напряжения на обмотке трансформатора U2m = Uобр.max = 565 В. 5. Действующее значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора U2 = U2m/21/2 = 565/21/2 = 400 В. 6. Коэффициент трансформации kт = U2/ U1 = 400/220 = 1,82. По прямому току диода выбираем диод Д 226А. Его справочные данные: Iпр.д = 300мА, Uобр.max.д = 300 В. Количество диодов в каждом плече моста n = Uобр.max/ Uобр.max.д = 565/300 = 1,88. Таким образом, в каждом плече моста последовательно соединяются по 2 диода. Ответы: U2 = 400 В; U2m = 565 В; I0 = 60 мА; kт = 1,82. Список рекомендуемой литературы. 1.

Лачин В.И., Савелов Н.С. Электроника: Учебн. пособие. – Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2002 г. -576с.

2.

Прянишников В.А. Электроника: Полный курс лекций. –СПб.: КОРОНА принт, 2004. -416 с.

3.

Павлов В.Н., Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств: Учебник для вузов – М.: Горячая линия – Телеком, 2001. -320 с.

Составитель Николаева Светлана Ивановна

Расчет выпрямительных схем на диодах Задания и методические указания к выполнению семестровой работы по курсу «Общая электротехника»

Редактор Темплан 2007 г.

Подписано в печать

Поз №

Формат 60 (84) 1/16

Бумага газетная. Печать офсетная. Усл. Печ. Л. 0,5. Уч.-из л. Тираж 200 экз. Заказ______ Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) 400131 Волгоград, проспект Ленина, 28 РПК «Политехник» Волгоградского государственного технического университета 400131 Волгоград, ул. Советская,35