设计性实验：交流变直流与直流变交流

交流变直流和直流变交流一，实验目的：1学生领会把交流变成稳定直流和稳定直流变交流的原理和方法。2在探究交流变成稳定直流过程中，提高学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力.二，实验仪器三个电感线圈，七个二极管，四个电容，稳压二极管，示波器，交流电压源，电阻。三，实验原理。1，二极管进行半波整流。如图。实验观察小结，交流转换成直流叫整流，用一个二极管可以实现整流。这种方法只利用了交流电的一半波形，且转换成的直流电大小在变化，不利于许多要直流稳定电压的电器工作，我们仍然要面对利用率低和稳定性差的问题。2,全波整流桥式整流3，滤波桥式整流3，滤波全波整流后的波形全波整流后的直流电叫脉动直流，是因为直流里含有交流的成分。减小脉动直流中交流成分，使之变成较稳定的电流叫滤波。从电容和电感对交流电的作用上思考。并联电容和串联电感能起到滤波的作用。观察桥式整流加滤波电容后的波形。观察电容器电容大小对波形的影响活动小结，电容和电感都可以滤波。电容并联在电源2极，电感串联在电路里，电容器电容越大，电感的自感系数越大，滤波效果越好。有的电路为了取得较好的滤波效果采用兀型滤波电路。如右图。4，稳压观察输出电压随负载和输入电压的变化而变化。稳压的办法有二1采用稳压管三：小结解决问题：把220V交流变成低压直流的四个组成部分：降压一整流一滤波一稳压。工频交流 脉动直流1整流电路是将工频交流电转为具有直流电成分的脉动直流电，二极管在电路中起开关的作用。2滤波电路是将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分，电容和电感起滤波的作用。3稳压电路对整流后的直流电压采用技术进一步稳定直流电压。三端稳压器是常用的稳压器件。4该转换电路整体转换效率比较高。几乎所有的用电器都有需要稳定直流电源才能正常工作的电路，因此交流变直流有广泛的实用价值。直流变交流采用的是LC振荡图中L=10mH,C=1mFLC的振荡频率f：f= 1, -50Hz2兀一JkC运用了电容跟电感的储能特性，让电磁2种能量交替转化，理论上是不会一直振荡下去，但是实际上所有电子元件都会有损耗能量在电容跟电感之间互相转化的过程中要么被损耗，要么泄漏出外部能量会不断减小所以实际上的LC振荡电路都需要一个放大元件要么是三极管，要么是集成运放，利用这个放大元件，通过各种信号反馈方法使得这个不断被消耗的振荡信号被反馈放大，从而最终输出一个幅值跟频率比较稳定的信号。使用555实现直流变交流的电路图：图中的参数：R1=901.9QR2=10.15kR4=62kC=0.01uFCf=0.01uFC4=10uF C3=470nF C6=100nF C7=100nF R3=R6=R7=10kC5=100uf；555电路的振荡频率f：f =1KHz0.7(R1+2(R2+R4))CR1+R2+R4q= =50%占空比： r1+2（r2R1+R2+R4q= =50%占空比： r1+2（r2+R4） 调节R1，R2，R4和C可以实现振荡频率和占空比的调节。555电路参数的选择很重要,如果选择不当则不会出现振荡波形,低通滤波器电容与电阻的参数选择也很重要，低通滤波器的效果不是很好，有时候没有效果。低通滤波器有RC，放大器与RC构成低通滤波器，有源低通滤波器本题采用RC低通滤波器;RC的低通滤波器的幅频特性曲线:RC振荡的频率：为调节频率方便，通常取R1=R2=R，C1=C2=C，改变R、C可改变振荡频率，A=0，仅在f0处 满足F=0相位平衡条件，所以振荡频率：- 1稳定振荡条件：AuF=1，lF1=1/3,起振的条件：AuF>1,1Fl>1/3则在起振时，要使RF>2R1；即AuF>1。随着振荡幅度的不直到RF=2R1时，稳定于AuF=1，振荡稳断加强，输出增大,定。考虑到起振条件般应选取RF略大2R1。如果这个比值取得过大,AuF>1,会引起振荡波形严重失真。此时的频