Minska blogas

Man yra tekę naudoti 3,5" flopiką

Žinutės | Blogas | Mintys | Elektronika | Technologijos | Politika | Oro stebėjimas | Filmai ir serialai | Knygos | Apie

Realus kintamosios srovės lyginimas

Prieš kiek laiko parašiau netrumpą įrašą apie kintamosios srovės lyginimą. Norėdamas paaiškinti kaip tai vyksta, pripešiau ir pridėjau įvairiausių paveiksliukų, prirašiau sieną teksto. Beaiškinant man pasidarė aišku, tikiuosi, jei skaitėte, pasidarė aiškiau ir jums. Tačiau tai buvo teorija. O teorija be praktikos yra nesąmonė. Pats savo kailiu tai jaučiu. Tai noriu šį kartą padaryti bandymą su realiais diodais ir jų įtampos kritimais, į kuriuos tame įraše neatsižvelgiau.

Matavimams naudosiu naująjį savo džiaugsmą - oscilografą Rigol DS1054Z. Jį teturiu dar tik keletą savaičių, tad kokios rimtesnės apžvalgos negaliu padaryti, o ir nežinau ar verta, nes internete jų jau ir taip yra nemažai. Šis oscilografas yra vienas iš populiariausių nebrangių prietaisų klasėje. Nebrangių tai čia taip sąlyginai.

O matuosim štai ką:

Bandymo grandinė

Tai yra grandinė sudaryta iš transformatoriaus ir diodų tiltelio. Transformatorius turi dvi antrines apvijas, abiejų jų įtampa 5V. Taip gaunu du kanalus. Toliau seka srovės lyginimo diodų tilteliai - vienas iš tiltelių sudarytas iš 1N4004 diodų, o kitas iš 1N5822 Šotkio diodų. Aptarsiu ir, svarbiausia, pamatysime, kuo jie skiriasi.

Transformatorius

Pirmiausia pasižiūrėkime kas ateina iš transformatoriaus. Kadangi transformatorius turi dvi antrines apvijas, galime iš karto matuoti dvi skirtingas grandines, kurios skiriasi būtent diodų tiltelį sudarančiais diodais. Taip, galbūt, aiškiau matysis jų skirtumas. Na, o kol kas turime matyti tik tai, kad abiejų grandinių įėjimo įtampos yra vienodos.

Transformatoriaus įtampos matavimas ant diodų kojelių

Transformatoriaus įtampą matuoju ant diodų kojelių nes taip yra patogiau ir saugiau. Į transformatorių ateina 230V, todėl nenorėjau jo čiupinėti. Rezultatai dėl to neturi skirtis. Ir, kaip žadėta - įtampos vienodos:

Transformatoriaus išėjimo įtampos oscilograma

Matosi, kad oscilogramos viena kitą uždengia - įtampa vienoda. Paveikslėlio kairiajame viršutiniame kampe esančiame langelyje, ties 1/|dX| (X šiuo atveju yra laikas, o 1/laikas = dažnis) matyti, kad dažnis yra 50 hercų - kaip ir turėtų būti. Pamatuota įtampos amplitudė yra 7,7V. Jei padalinti šį skaičių iš šaknies iš 2, gauname 5,4V - efektinę transformatoriaus išėjimo įtampą, kurios ir galima tikėtis ant neapkrauto transformatoriaus. Šitą dydį oscilografas galėjo pats pamatuoti ir atvaizduoti, tik pamiršau įjungti. Na, dabar teks manimi patikėti.

Sekantis žingsnis - žvilgtelėti, į įtampą ant vieno iš tiltelio diodų:

Įtampos ant diodo matavimas

Įtampa ant diodo pirmo kanalo matavimai

Įtampa ant diodo antro kanalo matavimai

Pirmas (geltonas) kanalas rodo įtampą ant 1N5822 diodo, antras (žydras) - ant 1N4004. Matosi, kad Šotkio diodas gražiai praleidžia tik vieno poliarumo srovę. Keista, bet 1N4004 diodas atrodo blogiau - jo oscilograma kažkokia iškraipyta. Kažin kodėl? Pamatavus matosi, kad įtampa ant Šotkio diodo iš esmės liko tokia pati, kokia atėjo iš transformatoriaus. 1N4004 diodo įtampa sumažėjo - aš pamatavau 7,4V.

Dabar matuosiu jau išlygintą įtampą - tarp diodų tiltelio + ir - išėjimų:

Diodų tiltelio išėjimo įtampos matavimas

Diodų tiltelio išėjimo įtampų oscilogramos pirmojo kanalo matavimas

Diodų tiltelio išėjimo įtampų oscilogramos antrojo kanalo matavimas

Matosi, kad diodų tiltelis veikia - neigiamos kintamosios srovės dalys paverstos teigiamomis. Atkreipus dėmesį į dažnį galima pamatyti, kad jis padvigubėjo - kaip ir galima buvo tikėtis. Iš oscilogramų galima pamatyti, kad diodų tiltelio su Šotkio diodais įtampa ir vėl yra ta pati įtampa, kuri atėjo iš transformatoriaus, o tiltelio su paprastais silicio diodais dar mažesnė.

Tiesa sakant, aš tikėjausi šiek tiek kitokių rezultatų. Tikėjausi, kad su 1N5822 diodais įtampa bent šiek tiek žymiau nukris, o su 1N4004 diodais - įtampos krytis bus akivaizdus. Tai šiek tiek matosi, tačiau, aš maniau tai bus labiau išreikšta. Kodėl taip gali būti? Man atrodo, kad vienas iš paaiškinimų galėtų būti tai, kad ši grandinė nėra apkrauta. Pabandysiu atlikti matavimus, prie diodų tiltelio prijungęs varžą.

Diodų tiltelio su apkrova išėjimo įtampų oscilogramos pirmojo kanalo matavimas

Diodų tiltelio su apkrova išėjimo įtampų oscilogramos antrojo kanalo matavimas

Ir iš tiesų - įtampos kritimai daug didesni. Šotkio diodų tiltelio išėjime 7,2V. Numesta 500mV. Silicio diodų tiltelio išėjime 6,4V. Numesta 1.3V. Tokių dydžių ir tikėjausi.

Tai parodo, kaip reikia matuoti grandinės dalių parametrus. Neapkrauta grandinė niekam nereikalinga - ji nieko nedaro. Reikia matuoti grandinės parametrus kai ji yra naudojimo būsenoje - apkrauta. Tada pasirodo tikrieji jos požymiai.Tai pamatysime ir kai prie diodų tiltelio prijungsiu kondensatorių. O kol kas noriu atkreipti dėmesį į tai, kad paprastų silicio diodų tiltelio išėjimo įtampos oscilograma pasidarė daug gražesnė, kai prijungiau apkrovos varžą:

Diodų oscilograma

Na ką, atėjo metas išlyginti įtampą iki galo - prijungti kondensatorių. Tingėjau kondensatorius įlituoti į plokštę, tai prijungiau su laidais.

Prie diodų tiltelių prijungti kondensatoriai

Diodų tiltelio išėjimo įtampa prijungus kondensatorius

Matome, kad įtampa iš tiesų išlyginta. Lygi lyg iš batareikos. Paplojam, sumušam delnais ir skirstomės - darbas atliktas, įtampa išlyginta. Viskas tobula.

Bet pala. Vėlgi - grandinė neapkrauta, o tokia ji niekam nereikalinga. Kas bus jei prie kondensatorių prikabinsiu varžas? Pasižiūrim:

Grandinė su prie kondensatorių prijungtomis varžomis

Diodų tiltelio išėjimo įtampa prijungus kondensatorius ir rezistorius

Ir štai, pasirodo, kad išlyginta įtampa ne tokia jau ir lygi. Banguoja lyg ežeras vėjuotą dieną. Tiesa, iš šios oscilogramos jau nebegalima lyginti diodų tiltelių. Atrodytų, kad Šotkio diodų tiltelis banguoja labiau, tačiau tai yra todėl, kad prijungti kondensatoriai buvo nevienodos talpos (prie pastarojo tiltelio mažesnės). Esant vienodoms apkrovos varžoms jis išsikrauna greičiau. Ką daryti, kad išėjimo įtampa nebanguotų? Galima prie diodų tiltelio išėjimo pridėti didesnį kondensatorių, arba prijungti jų daugiau. Taip pat įtampa pasidarys lygesnė, jei apkrova tekės mažiau srovės.

Taigi, apibendrinant, ką čia turėjome pamatyti:

  1. Iš transformatoriaus išeinančios įtampos maksimumas nėra 5V, kaip nurodyta ant transformatoriaus, o apie 7V, nes kai kalbama apie kintamąją srovę, jos įtampa nurodoma efektine verte, kuri yra √2 kartų mažesnė už amplitudę.
  2. Diodų tiltelį teisinga matuoti yra tada, kai prie jo prijungta apkrova. Kitaip gauname kažkokius keistus rezultatus.
  3. Ant Šotkio diodų krenta mažesnė įtampa, nei ant paprastų silicio diodų. Matuojant tiltelio išėjimo įtampą matosi, kad Šotkio diodų tiltelio išėjime 7,2V, o silicio diodų tiltelio vos 6,4V. Jei laikytume, kad transformatoriaus išėjime buvo 7,7V, tai Šotkio diodų tiltelis numetė 0,5V, o paprastų diodų visus 1,3V. Žinant kad pilname tiltelyje iš 4 diodų srovė visą laiką teka per du diodus, numestą įtampą padalinę iš 2 galime pamatyti, apytiksliai koks yra diodo įtampos krytis. Taigi 1N5822 diodo būtų 0,5V/2 =0,25V, kas ir yra apie 0,3V, kurių būčiau tikėjęsis, o 1N4004 - 1,3V/2=0.65V. Taip pat tiek, kiek tikėjausi, žinodamas, kad diodo įtampos krytis yra apie 0,6..0,7V. Taigi atrodytų, Šotkio diodai labiau tinka įtampos lyginimui. Tačiau kaip visada, nėra tvirto atsakymo - viskas priklauso nuo situacijos, nes Šotkio diodai, nors ir turi mažesnį įtampos kritimą, taip pat turi kitų niuansų, kurie gali būti nepageidaujami. Pasidomėkite Vikipedijoje ar kur kitur.
  4. Lyginant srovę su pilnu diodų tilteliu, neigiamos įtampos apverčiamos ir padaromos teigiamomis.
  5. Prijungti kondensatoriai įtampą padaro lygią, kokią ir tikėtumėme rasti matuojant nuolatinę srovę. Tačiau prijungus apkrovą kondensatoriai pradeda išsikraudinėti ir išėjimo įtampoje matomi nelygumai.
  6. Skirtingai nei teorijoje, kur naudojami visokie idealūs diodai ir kitos detalės, realiame gyvenime rezultatai skiriasi. Išėjime gauname ne 7,7V, o apie 7V ir net 6V su silicio diodais. Tai gali sugadinti dieną, jei to nesitikėjai. Taigi, svarbu žinoti, kaip būna iš tiesų, ir naudoti atitinkamai detalią teoriją, kuri atsižvelgia į realius parametrus. Ir galų galiausia, nieko nėra geriau, nei pamatuoti, kaip ten kas vyksta iš tiesų.

Tai toks šio karto bandymas. Tikiuosi buvo bent šiek tiek įdomu. Jei kas nors neaišku ar kažko nepaminėjau, parašykite komentarą!


Irašo komentarai

Komentarus siųskite man elektroniniu paštu, adresu: mindaugas per minska taškas lt.

Laiške nurodykite įrašo pavadinimą ir ar norite, kad jūsų komentaras būtų paviešintas.