交流電及整流濾波電路

實驗報告姓名：葉洪波學(xué)號：PB05000622交流電及整流濾波電路實驗原理交流電路幅值、頻率值和有效值（1）峰值峰值或最大值，記為UP或IP，峰點電位之差稱為“峰-峰值”，記為UP-P和IP-P。顯然。（2）平均值令i(t)、u(t)分別表示時間變化的交流電流和交流電壓，則它們的平均值分別為這里T是周期，平均值實際上就是交流信號中直流分量的大小。有效值有效值采用如下定義：2、整流和濾波整流電路的作用是把交流電轉(zhuǎn)換成直流電，嚴格地講是單方向大脈動直流電，而濾波電路的作用是把大脈動直流電處理成平滑的脈動小的直流電。整流原理利用二極管的單向?qū)щ娦钥蓪崿F(xiàn)整流。半波整流若輸入交流電為則經(jīng)整流后輸出電壓u0(t)為（一個周期內(nèi)）u0(t)=0其相應(yīng)的平均值（即直流平均值，又稱直流分量）2）全波橋式整流前述半波整流只利用了交流電半個周期的正弦信號。為了提高整流效率，使交流電的正負半周信號都被利用，則應(yīng)采用全波整流，現(xiàn)以全波橋式整流為例。若輸入交流電仍為則經(jīng)橋式整流后的輸出電壓u0(t)為（一個周期）其相應(yīng)直流平均值為由此可見，橋式整流后的直流電壓脈動大大減少，平均電壓比半波整流提高了一倍（忽略整流內(nèi)阻時）。濾波電路經(jīng)過整流后的電壓（電流）仍然是有“脈動”的直流電，為了減少被波動，通常要加濾波器，常用的濾波電路有電容、電感濾波等。電容濾波電路電容濾波器是利用電容充電和放電來使脈動的直流電變成平穩(wěn)的直流電。由電容兩端的電壓不能突變的特點，達到輸出波形趨于平滑的目的。實驗內(nèi)容測量交流電壓（或電流）選擇信號發(fā)生器（XD-8）的頻率為500Hz，測出信號發(fā)生器15V擋從1V~15V的輸出電壓。（1）用數(shù)字多用表測量電壓的有效值，計算峰-峰值。數(shù)字多用表讀數(shù)（V）經(jīng)過計算得到的峰峰值（V）0.7262.0531.5094.2672.2016.2252.8027.9253.4189.6684.05611.4724.72313.3595.50615.573（2）用示波器觀察及測量其電壓峰-峰值，計算有效值，畫出波形圖。示波器讀數(shù)（V）經(jīng)過計算得到的有效值（V）2.060.7284.261.5066.212.1967.942.8079.663.41511.464.05213.384.73115.805.586波形圖如下：（3）畫出上面兩組數(shù)據(jù)曲線（示波器讀數(shù)作x軸坐標(biāo)，數(shù)字多用表讀數(shù)作y軸坐標(biāo)），計算相對誤差。以示波器讀數(shù)為X軸，數(shù)字多用表讀數(shù)為Y軸，作散點圖并作線性擬合如下：擬合得到的直線的斜率為0.34969，理論值為。相對誤差=1-0.34969/=1-0.34969*=0.0109273=1.09%Y=A+B*XParameter Value ErrorA 0.02422 0.01939B 0.34969 0.00197R SD N P0.99991 0.0242 8 <0.0001整流波形的測量，實驗電路如圖6.2.1-7所示用數(shù)字多用表分別測量半波整流和全波整流的輸入電壓Ui、輸出電壓U0，計算平均值。半波平均值=2*輸出有效值/，全波平均值=2*輸出有效值/。數(shù)字萬用表測量輸入有效值（V）輸出有效值（V）平均值（V）半波3.4221.8321.166全波3.4221.4121.271用示波器觀察半波整流和全波整流的輸入信號ui和輸出信號u0，分別畫出ui、u0的圖形。全波整流與半波整流的輸入信號相同，如下：半波整流的輸出信號的波形圖如下：全波整流的輸出波形如下：用示波器測量半波整流和全波整流的輸入信號ui和輸出信號u0，計算平均值、有效值U0。半波：平均值=輸出/，有效值=輸出/2；全波：平均值=2*輸出/，有效值=輸出/。示波器測量輸入峰峰值（V）輸出（V）平均值（V）有效值（V）半波9.764.861.5472.430全波9.764.382.7883.097濾波電路實驗電路圖按圖6.2.1-4接線。不加濾波電容C，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器輸出電壓，使Ui=5V，測U0。加濾波電容C，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器輸出電壓，使Ui=5V，測U0濾波電路信號發(fā)生器輸出電壓（V）輸出電壓（V）不加電容C5.02.15（未經(jīng)過濾波）加電容C5.00.0526（經(jīng)過濾波）計算得到直流成分為2.15-0.0526=2.0974V；用示波器測量得到直流成分為2.035V。用示波器觀察濾波電路的輸入、輸出波形，畫出波形圖。不加電容C時的波形如下：加電容C后的波形如下：思考題峰-峰值為1V的正弦波，它的有效值是多少？峰-峰值為1V的正弦波的有效值=峰-峰值/2=1/2=0.35（V）整流、濾波的主要目的是什么？整流的主要目的