Usmerňovač s plným vlnovým mostom (JL): 5 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Úvod

Táto nezvládnuteľná stránka vás prevedie všetkými krokmi potrebnými k vybudovaniu usmerňovača s plným vlnovým mostom. Je to užitočné pri prevode striedavého prúdu na jednosmerný prúd.

Diely (s odkazmi na nákup)

(Obrázky dielov sú súčasťou zodpovedajúcej objednávky)

Štyri diódy:

Jeden 1kΩ odpor:

Jeden 470μF kondenzátor:

Jeden Breadboard:

One Wire Kit:

Jeden transformátor:

Vyššie uvedený typ transformátora má pomer závitov 115: 6,3, čo je mierne mimo transformátora 115: 6, ktorý som použil. Tento rozsah rozdielu vo výstupnom napätí však nespôsobí zásadnú zmenu výsledkov a nevyfúkne diódy ani odpor. S týmto projektom by tiež mali byť kompatibilné takmer všetky hlavné typy diód, uistite sa však, že skontrolujete, či je vrcholové opakujúce sa spätné napätie vyššie ako výstup transformátora.

*Pre ľudí, ktorí žijú v krajinách, ktoré používajú napätie 220 V AC

Výstupné napätie z transformátora sa zdvojnásobí, ale to by nevyfúklo komponenty, ak získate správne typy. V opačnom prípade môžete odpor na rezistore zdvojnásobiť alebo použiť transformátor s pomerom závitov blízkym 220: 6.

Krok 1: Okruh

Na zostavenie obvodu môžete použiť schéma poskytnutú na obrázkoch (P1). Alebo môžete obvod postaviť pomocou obrázkov obvodu, ktorý som postavil na doske (P2 a P3). Zaistite, aby bol kondenzátor orientovaný tak, aby bola jeho dlhá noha (kladná noha) zasunutá do horného otvoru (otvor G4 na mojej doske). Na orientácii rezistora nezáleží. Poskytuje sa obrázok, ktorý indikuje prúdový tok v dióde. Pozrite sa na to na obrázkoch (P4). Usmerňovač mostíka s plnou vlnou nebude funkčný, pokiaľ nebudú diódy v správnom smere. V mojom rozložení sú všetky orientované doprava, aby ste mohli rýchlo skontrolovať, či sú jednotlivé diódy v správnej orientácii.

Tu je odkaz na interaktívnu simuláciu tohto obvodu:

Dúfajme, že interaktívna simulácia pomôže porozumieť tomu, ako tento obvod funguje.

*Tu je odkaz na návod, ako používať breadboard v prípade, že ho nepoznáte.

Krok 2: (Voliteľné) Na kontrolu použite generátor funkcií a osciloskop

Pred zapojením transformátora môžete otestovať svoj plný vlnový mostíkový usmerňovač jeho pripojením k funkčnému generátoru a pomocou osciloskopu sa pozrieť na priebeh zaťažovacieho napätia.

1. Pripojenie osciloskopu: Sonda by mala byť pripojená k pravej nohe rezistora a uzemnená pripojením jej uzemňovacej sondy k ľavej nohe rezistora tak, ako je to znázornené na obrázku.

2. Obrázok, ktorý som poskytol (P1) ukazujúci spôsob, akým by ste mali zariadenie pripojiť, má dosku otočenú o 90 stupňov v smere hodinových ručičiek. Pred zapnutím generátora funkcií sa uistite, že je všetko správne zapojené.

3. Upravte generátor svojich funkcií tak, aby vytváral sínusový priebeh s napätím 6 V (ak je to možné, môžete to otestovať pomocou multimetra).

Zaistite, aby kladný vodič prechádzal do červenej napájacej lišty nepájivého poľa (kde je červená čiara) a uzemňovací (záporný) vodič prechádzal do modrej napájacej lišty (kde je modrá čiara).

Ak je priebeh vlny, ktorý pozorujete, zhodný s tým, ktorý som poskytol (P2), pokračujte ďalším krokom.

Tipy na riešenie problémov:

1. Ak sa priebeh vlny na osciloskope nezdá byť rovnaký ako ten môj, pokúste sa zmeniť mierku jeho vertikálnej a horizontálnej osi.
2. Pri meraní dbajte na to, aby sa žiadny z drôtov nedotýkal.
3. Ak nie sú k dispozícii žiadne údaje o napätí, pokúste sa znova pripojiť medzi komponentmi a doskou, pretože je možné, že máte obvod, ktorý nie je otvorený.
4. Odkaz na návod, ako používať osciloskop:
5. Odkaz na návod, ako používať generátor funkcií:

Krok 3: Pripojte Breadboard k transformátoru

Pripojte transformátor a osciloskop podľa pokynov v predchádzajúcej časti a odkazujte na obrázky uvedené v tejto časti. Všimnite si, že pri pripájaní breadboardu k transformátoru nezáleží na kladných/záporných stranách, pretože prúd je striedavý. Spôsob, akým pripájate dosku k osciloskopu, zostáva rovnaký.

Krok 4: Výsledky z osciloskopu

Napätie na odpore (záťažové napätie) by sa malo pohybovať medzi 5 V a 6 V s periódou 8,33 ms.

Prečo je perióda 8,33 ms?

Frekvencia priebehu by mala byť dvojnásobkom frekvencie z napájacieho zdroja, ktorý má frekvenciu 60 Hz. Dôvodom je, že usmerňovač mostíka s plnou vlnou bez kondenzátora v zásade berie absolútnu hodnotu pôvodného sínusového priebehu, takže sa priebeh vlny opakuje každú polovicu periódy. Frekvencia sa teda zdvojnásobí a perióda sa zníži na polovicu. 1/(2*60) = 0,00833 s = 8,33 ms.

Krok 5: Vysvetlenie obvodu

V tomto obvode je striedavé napätie 120 V z vrcholu na špičku transformované na 6 V transformátorom. Teraz teda efektívne máme 6V striedavý zdroj. 4 diódy sú usporiadané tak, že aj keď vstupný prúd cestuje vpred aj vzad, výstupný prúd zo skupiny diód sa pohybuje iba v jednom smere, ale napätie nie je konštantné, pretože vstupné napätie je sínusové (to znamená, že osciluje ako sínusová alebo kosínusová vlna). Výstupné napätie vzhľadom na čas, keď nie je pripojený žiadny kondenzátor, vyzerá ako P2 (os t nie je v mierke).

Diódy to môžu urobiť, pretože umožňujú prúd iba v jednom smere (vo väčšine prípadov).

Kondenzátor slúži na ukladanie elektrickej energie a jej uvoľnenie, keď je prúd na strane zaťaženia nízky. Táto vlastnosť kondenzátora je vhodná na vyhladenie výstupného napätia.

Môžete sa pozrieť na interaktívnu simuláciu, aby ste získali vizuálnejšiu predstavu o tom, ako prúd prúdi: