Usměrňovač s plným vlnovým mostem (JL): 5 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Úvod

Tato neřešitelná stránka vás provede všemi kroky nezbytnými k vybudování plného vlnového usměrňovacího můstku. To je užitečné při převodu střídavého proudu na stejnosměrný proud.

Díly (s odkazy na nákup)

(Obrázky součástí jsou součástí odpovídající objednávky)

Čtyři diody:

Jeden 1kΩ rezistor:

Jeden 470μF kondenzátor:

Jeden Breadboard:

One Wire Kit:

Jeden transformátor:

Výše uvedený typ transformátoru má poměr otáček 115: 6,3, což je mírně mimo transformátor 115: 6, který jsem použil. Tento rozsah rozdílu výstupního napětí však nezpůsobí zásadní změnu ve výsledcích a nevyfoukne diody ani odpor. S tímto projektem by také měly být kompatibilní téměř všechny hlavní typy diod, ale ujistěte se, že jste zkontrolovali, že špičkové opakující se reverzní napětí je vyšší než výstup transformátoru.

*Pro lidi, kteří žijí v zemích, které používají střídavé napětí 220 V

Výstupní napětí z transformátoru se zdvojnásobí, ale to by nevyfouklo součásti, pokud získáte správné typy. V opačném případě můžete odpor na rezistoru zdvojnásobit nebo použít transformátor, jehož poměr otáček se blíží 220: 6.

Krok 1: Okruh

Jako vodítko pro stavbu obvodu můžete použít schéma uvedené na obrázcích (P1). Nebo můžete obvod postavit pomocí obrázků obvodu, který jsem postavil na prkénku (P2 a P3). Ujistěte se, že je kondenzátor orientován tak, že jeho dlouhá noha (kladná noha) je zasunuta do horního otvoru (otvor G4 na mém prkénku). Na orientaci rezistoru nezáleží. Je poskytnut obrázek, který indikuje aktuální tok v diodě. Podívejte se na obrázky (P4). Usměrňovač s plným vlnovým můstkem nebude funkční, pokud diody nejsou ve správném směru. V mém rozložení jsou všechny orientovány doprava, takže můžete rychle zkontrolovat, zda jsou jednotlivé diody ve správné orientaci.

Zde je odkaz na interaktivní simulaci tohoto okruhu:

Naštěstí vám interaktivní simulace pomůže pochopit, jak tento obvod funguje.

*Zde je odkaz na návod, jak používat prkénko pro případ, že byste jej neznali.

Krok 2: (Volitelné) Ke kontrole použijte generátor funkcí a osciloskop

Před zapojením transformátoru můžete vyzkoušet svůj usměrňovač s plným vlnovým můstkem připojením k funkčnímu generátoru a pomocí osciloskopu se podívat na průběh zátěžového napětí.

1. Připojení osciloskopu: Sonda by měla být připojena k pravé noze rezistoru a uzemněna připojením její zemnící sondy k levé noze rezistoru, jak je znázorněno na obrázku.

2. Obrázek, který jsem poskytl (P1) ukazující způsob, jakým byste měli zařízení připojit, má prkénko otočené o 90 stupňů ve směru hodinových ručiček. Před zapnutím generátoru funkcí se ujistěte, že je vše správně připojeno.

3. Upravte svůj generátor funkcí tak, aby vytvořil sinusový průběh s napětím na střední odmocnině 6V (můžete to vyzkoušet pomocí multimetru, je-li k dispozici).

Ujistěte se, že kladný vodič jde do červené napájecí lišty na desce (kde je červená čára) a že zemnící (záporný) vodič jde do modré napájecí lišty (kde je modrá čára).

Pokud je tvar vlny, který pozorujete, stejný jako ten, který jsem poskytl (P2), přejděte k dalšímu kroku.

Tipy pro řešení potíží:

1. Pokud se křivka na osciloskopu nezdá být stejná jako ta moje, zkuste změnit její svislou a vodorovnou osu.
2. Při měření se ujistěte, že se žádný z vodičů navzájem nedotýká.
3. Pokud není zobrazeno žádné napětí, zkuste znovu připojit mezi součástmi a prkénkem, protože je možné, že máte obvod, který se neotevře
4. Odkaz na návod, jak používat osciloskop:
5. Odkaz na návod, jak používat generátor funkcí:

Krok 3: Připojte Breadboard k transformátoru

Připojte transformátor a osciloskop podle pokynů v předchozí části, přičemž odkazujte na obrázky uvedené v této části. Všimněte si, že při připojování prkénka k transformátoru nezáleží na kladných/záporných stranách, protože proud se střídá. Způsob, jakým připojujete prkénko k osciloskopu, zůstává stejný.

Krok 4: Výsledky z osciloskopu

Napětí na rezistoru (zátěžové napětí) by se mělo pohybovat mezi 5 V a 6 V s periodou 8,33 ms.

Proč je perioda 8,33 ms?

Frekvence průběhu by měla být dvojnásobkem frekvence ze zdroje, který má frekvenci 60 Hz. Důvodem je, že usměrňovač plného vlnového můstku bez kondenzátoru v zásadě přebírá absolutní hodnotu původního sinusového průběhu, takže se průběh opakuje každou polovinu periody. Frekvence se tedy zdvojnásobí a období se sníží na polovinu. 1/(2*60) = 0,00833 s = 8,33 ms.

Krok 5: Vysvětlení obvodu

V tomto obvodu je 120 V špičkové střídavé napětí převedeno na 6 V pomocí transformátoru. Takže nyní máme efektivně 6V střídavý zdroj. 4 diody jsou uspořádány tak, že i když se vstupní proud pohybuje v dopředném i zpětném směru, výstupní proud ze skupiny diod se pohybuje pouze v jednom směru, ale napětí není konstantní, protože vstupní napětí je sinusové (to znamená, že osciluje jako sinusová nebo kosinusová vlna). Výstupní napětí vzhledem k času, když není připojen žádný kondenzátor, vypadá jako P2 (osa t není v měřítku).

Diody to dokážou, protože umožňují proudění proudu pouze jedním směrem (ve většině případů).

Kondenzátor slouží k ukládání elektrické energie a jejímu uvolnění, když je proud na straně zátěže nízký. Tato vlastnost kondenzátoru je vhodná pro vyhlazení výstupního napětí.

Můžete se podívat na interaktivní simulaci pro vizuální znázornění toho, jak proud teče: