СМОЛЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
_________________________________________________
Кафедра методики обучения математике, физике
и информатике.
Лабораторная работа
«Выпрямители.
Химические источники тока»
(Рабочая тетрадь)
Смоленск 2009
Методические указания по подготовке к лабораторной работе.
Изучите содержание лабораторной работы.
Рассмотрите приборы, с которыми будете работать.
Познакомьтесь с содержанием паспортов приборов:
ВС 4-12, ВС-24, ВУП.
Изучите теоретический материал по школьным и вузовским учебникам, необходимый для выполнения лабораторной работы:
а) гальванический элемент
б) аккумулятор
в) сглаживающие фильтры
г) однополупериодное выпрямление переменного тока
д) двухполупериодное выпрямление переменного тока
е) трансформатор.
Во время подготовки к работе особое внимание обратите на правила по технике безопасности (Т.Б.), необходимые при выполнении лабораторной работы:
. а) не включайте выпрямители, не проверив соответствие предохранителей в них напряжению питающей сети;
б) запрещается эксплуатировать выпрямитель при снятом кожухе;
в) запрещается оставлять выпрямители после окончания работы, включенными в сеть.
6. Познакомьтесь с правилами эксплуатации авометра по паспорту прибора (научитесь использовать его для измерения напряжения, силы тока и сопротивления).
Цели работы: 1. Познакомиться с устройством, принципом действия,
техническими данными и правилами эксплуатации
различных видов полупроводниковых выпрямителей.
2. Изучить устройство и принцип действия
гальванического элемента.
3. Изучить устройство и принцип действия аккумулятора.
Теоретическая часть. Выпрямители
При постановке различных демонстраций, лабораторных работ и физического практикума требуется постоянное напряжение. Для всех этих учебных целей промышленность выпускает полупроводниковые выпрямители как наиболее простые по своей конструкции и надежные в эксплуатации.
Широкое распространение в школьных физических кабинетах получили три вида селеновых выпрямителей: ВС-6, ВС-4-12, ВС-24 и универсальный выпрямитель ВУП.
Выпрямитель селеновый ВС-4-12 служит для преобразования переменного напряжения электросети 127 и 220 В с частотой 50 Гц в постоянное пульсирующее напряжение до 12 В при силе тока до 3 А.
Выпрямитель состоит из следующих основных частей (рис. 1 и 2): металлического корпуса 1, на дне которого установлен трансформатор понижающий 2, селеновых вентилей 3, щитка для предохранителей 4 и колодки для присоединения электрошнура с вилкой 8.
На передней панели выпрямителя смонтированы ручка переключателя напряжения 6, сигнальная лампа 7, тумблер включения прибора в сеть переменного тока 8, клеммы подключения нагрузки 9.
Принципиальная электрическая схема выпрямителя показана на рисунке 3.
В выпрямителе использована однофазная мостовая двухполупериодная схема. Наличие переключателя во вторичной цепи трансформатора позволяет получать различные выпрямленные напряжения от 4 до 12В (4,6,8, 10, 12В).
Выпрямитель комплектуется двумя плавкими предохранителями типа ПК – 30 0,5 А на 220 В и 1 А на 127 В.Завод выпускает выпрямители с установленным предохранителем на 220 В. Предохранитель на 127 В завернут в бумагу и привязан к контактному зажиму.
Помните, что нагрузка на выпрямитель не должна превышать 3 А!.
Выпрямитель селеновый ВС-24 - наиболее мощный из трех типов школьных селеновых выпрямителей. Он предназначен для получения постоянного напряжения до 24 В при максимальной силе тока 10 А. Кроме того, прибор позволяет получать переменное регулируемое напряжение от О до 30 В. Прибор предназначен для работы от сети переменного тока 127 или 220 В частотой 50 Гц. Потребляемая мощность выпрямителя при максимальной нагрузке вторичной цепи составляет 450 Вт.
Выпрямитель состоит из шасси , на котором установлены: понижающий трансформатор с сердечником тороидальной формы , селеновые вентили , щиток для предохранителей . На вертикальной панели установлены электроизмерительные приборы .
На передней панели прибора смонтированы вольтметр и амперметр для измерения постоянного тока, сигнальная лампа, ручка для плавного изменения снимаемого напряжения и две пары универсальных клемм для снятия выпрямленного и переменного напряжений (рис. 4)
В приборе использована мостовая схема для получения двухполупериодного выпрямления (рис.5).
Перед началом работы с прибором необходимо убедиться в исправности и правильности установки предохранителя. Следует помнить, что одновременно устанавливают только один предохранитель на 4 А для 127 В или на ЗА для 220 В. До подключения нагрузки ручку плавной регулировки снимаемого напряжения нужно переместить в нулевое положение шкалы.
Величины снимаемого постоянного напряжения и тока показывают измерительные приборы, вмонтированные в панели выпрямителя. Величина переменного напряжения ориентировочно определяется по шкале плавного регулятора.
При одновременном подключении к прибору нагрузок постоянного и переменного напряжений, суммарное значение силы тока не должно превышать 10 А.
Выпрямитель универсальный ВУП-2 (рис. 6)является универсальным источником выпрямленного высокого напряжения для питания всевозможных слаботочных радиотехнических цепей.
Принципиальная схема выпрямителя показана на рисунке 7.
Выпрямитель смонтирован на металлическом шасси, состоит из следующих основных частей:
1) блока питания—трансформатора мощностью 150 Вт, работающего от сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 127В и 220 В;
2) выпрямительного устройства на полупроводниковых мостах.
3) фильтра из дросселя и электролитических конденсаторов;
4) щитка предохранителя, состоящего из предохранителя П1 в низковольтной цепи на силу тока в 1 А, и предохранителя П2 в высоковольтной цепи на силу тока в 0,5 А.
Окно для доступа к щитку с предохранителями находится на задней стенке корпуса прибора;
5) пульта управления, расположенного на передней панели прибора.
Октальная панель, расположенная на передней части ВУП-2, служит для подключения питания генератору сантиметровых волн.
ВУП-2 предназначен для обеспечения питанием демонстрационных установок в опытах по электричеству.
Прибор позволяет получить на выходных зажимах:
выпрямленное напряжение 350 В при максимальной силе тока 220 мА;
постоянное отфильтрованное напряжение 250 В при максимальной нагрузке 50 мА;
регулируемое напряжение от 0 до 250 В постоянного тока до 50 мА;
регулируемое напряжение от 0 до + 100 В и от 0 до —100 В постоянного тока до 10 мА;
напряжение 6,3 В переменного тока до 3 A.
Перед включением выпрямителя в сеть переменного тока необходимо:
Проверить исправность и соответствие предохранителей напряжению сети.
Подключить к входным клеммам выпрямителя собранную электрическую схему.
Заземлить корпус прибора, для чего использовать клемму «общ».
Подключить выпрямитель к сети переменного тока.