Jak naładować kondensator prądem przemiennym?

Jak naładować kondensator prądem przemiennym?
Dioda pozwala na przepływ prądu tylko w jednym kierunku i blokuje ten drugi. Działa jak zawór
elektryczny. Umożliwia wykorzystanie prądu zmiennego do naładowania kondensatora.
Zadanie
Zbadaj wpływ diody na ładowanie kondensatora w obwodzie prądu przemiennego.
Materiały
1 Cobra4 Wireless Manager
1 Cobra4 Wireless-Link
1 Czujnik Cobra4 Elektryczność, ± 6 A, ± 30 V
2 Moduł łącza prostego, SB
2 Moduł łącza kątowego, SB
1 Moduł przerwy w obwodzie, SB
2 Moduł łącznika kątowego z gniazdem, SB
1 Moduł przełącznika, SB
1 Moduł rezystora 500 Ω, SB
1 Moduł kondensatora, 470 µF, SB
1 Moduł diody krzemowej 1N4007, SB
2 Przewód 250 mm, 32A, czerwony
2 Przewód 250 mm, 32A, niebieski
1 Zasilacz 0-12 V DC/6V AC
12600.00
12601.00
12644.00
05601.01
05601.02
05601.04
05601.12
05602.01
05613.50
05646.47
05651.00
07360.01
07360.04
13505.93
1 Oprogramowanie Cobra4 – licencja szkolna
Dodatkowe materiały
1 Komputer PC z portem USB, Windows XP lub nowszy
14550.61
Rys. 1 Przygotowanie doświadczenia
1
Jak naładować kondensator prądem przemiennym?
Przygotowanie i wykonanie doświadczenia












Przygotuj doświadczenie zgodnie z Rysunkiem 1
i schematem obwodu na Rysunku 2a.
Podłącz obwód do gniazda prądu przemiennego 6 V~
zasilacza, a następnie włącz zasilacz.
Uruchom komputer i system operacyjny Windows.
Podłącz Wireless Manager Cobra4 do gniazda USB.
Uruchom pakiet oprogramowania measure na PC.
Podłącz Cobra4 Wireless - Link do czujnika
Elektryczność - Natężenie prądu/Napięcie, ± 6 A, ± 30
V i uruchom go. Czujnik połączy się z programem
i zaloguje się w „Nawigatorze”.
Załaduj doświadczenie (Eksperyment > Otwórz
eksperyment). Ustalą się wszystkie niezbędne
ustawienia wstępne do zapisu mierzonych wartości.
Zamknij
obwód
przełącznikiem.
Rozpocznij
rejestrowanie mierzonych wartości w measure .
Po pięciu sekundach zastąp moduł łącznika prostego
modułem diody (Rysunek 2b).
Jeśli napięcie się nie pojawi, odwrócić diodę
(Rysunek 2c).
Zakończ pomiary  i wyślij dane pomiarowe
Rys. 2 Schematy
do programu głównego measure do dalszej analizy.
Aby odczytać napięcia w trzech wariantach obwodu, użyj funkcji „Analiza”
.
Rys. 3 Okno pomiarowe
2
Jak naładować kondensator prądem przemiennym?
Obserwacje i wyniki pomiarów
Rys. 3. Napięcie na kondensatorze, bez i z diodą
Analiza wyników
1. Między jakimi wartościami zmienia się napięcie na kondensatorze bez diody?
Pomiędzy .................. V i .................. V.
2. Jaką wartość osiąga napięcie na kondensatorze z diodą?
Napięcie z diodą w jednym kierunku wynosi .................. V
a wartość z diodą w drugim kierunku wynosi .................. V.
3. Dlaczego napięcie na kondensatorze nie jest na koniec równe 6 V lub - 6 V?
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
4. Jakie, zatem, jest zastosowanie takiego układu z diodą i kondensatorem?
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
3
Jak naładować kondensator prądem przemiennym?
Miejsce na notatki
4
Dioda, jako zawór elektryczny
(Jak naładować kondensator prądem przemiennym?)
W tym eksperymencie, uczniowie powinni zrozumieć własności prostujące diody. Przyjmuje się, że
mają oni mają podstawową wiedzę na temat prądu zmiennego.
Uwagi na temat przygotowania i wykonania doświadczenia
Do diody podłącza się obciążenie, które ogranicza natężenie prądu. Tutaj opornik opóźnia proces
ładowania kondensatora tego stopnia, że może go łatwo obserwować. Większe wartości rezystancji
mogą spowolnić ładowanie jeszcze bardziej.
Analiza wyników
1. Napięcie na kondensatorze bez diody oscyluje między -0,1 V i 0,1 V.
2. Z diodą w jednym kierunku napięcie osiąga -8,5 V, a z diodą w drugim kierunku 8,6 V.
3. Napięcie jest większe niż 6 V, a kondensator jest ładowany do napięcia szczytowego, które jest
większe niż napięcie skuteczne 6 V.
4. Taki układ może służyć, jako najprostszy układ prostujący z wygładzaniem.
5
Dioda, jako zawór elektryczny
6