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课程名称：电路与电子技术实验Ⅱ指导老师：成绩：__________________实验名称：整流与稳压电路实验类型：_______________同组学生姓名：__________一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求1.学习四通道示波器的基本操作2.学习二极管在整流电路中的整流作用3.学习电容器在滤波电路里的滤波作用二、实验内容和原理1.直流电源的获得直流电源除了可以由干电池提供以外，还可以通过交流电获得。①电源变压器将220V交流电经过变压器，在输出端得到一个较低的符合需要的交流电压。②整流电路利用二极管的单向导通性质，将反向的电压去掉，得到一个单向的电压。③滤波电路利用电容器“通交流，隔直流”的特性，将电压中的交流分量滤去。2.半波整流使用一个二极管，由二极管的单向导通性质得到一个只有单向的一半波形的电压。电压的平均值为：3.桥式全波整流使用四个二极管，得到一个单向的有完整波形的电压。电压的平均值为半波整流的2倍，即0.9V2。4.滤波电路根据电容器的“隔直通交”特性，滤去交流分量。根据充放电的曲线与整流电压的波形结合，可以得出一条相对平稳的曲线，即经过滤波后的电压。三、主要实验仪器RIGOLMSO4034四通道数字存储示波器；MY61数字万用表；综合实验箱四、操作方法和实验步骤1.半波整流①检查实验仪器（实验箱，示波器等），将示波器恢复出厂设置。用万用表测量实验箱中的150Ω电阻的实际电阻值，测量二极管是否正向导通。②按电路图连接电路。选择变压器的0~9V输出端，在A、B端口接150Ω的负载电阻。（实验箱中有可变电阻，旋钮旋至最右端，即为100Ω）③将示波器的CH1输入端分别接A、B两点，在示波器中得到波形。④选择“measure”，测量波形的最大值、峰峰值、平均值及频率。⑤记录波形及数据。2.半波整流及滤波①用万用表测量实验箱中470uF电容的实际电容值。②按电路图连接电路。在实验1的基础上，在AB两端并联电容。③将示波器的CH1输入端分别接A、B两点，在示波器中得到波形。注意：将波形的横轴调至屏幕内。④选择“measure”，测量波形的最大值、峰峰值、平均值及频率。⑤记录波形及数据。3.全波整流①按电路图连接电路。选择变压器的0~9V输出端，在A、B端口接150Ω的负载电阻。注意四个二极管的连接方式。②将示波器的CH1输入端分别接A、B两点，在示波器中得到波形。④选择“measure”，测量波形的最大值、峰峰值、平均值及频率。⑤将示波器的CH1输入端分别接在R3两端，得到电流取样电阻两端的电压波形，同样测量上述物理量。⑤记录波形及数据。4.全波整流及滤波①按电路图连接电路。在实验3的基础上，在AB两端并联470uF电容。②将示波器的CH1输入端分别接A、B两点，在示波器中得到波形。④选择“measure”，测量波形的最大值、峰峰值、平均值及频率。⑤将示波器的CH1输入端分别接在R3两端，得到电流取样电阻两端的电压波形，同样测量上述物理量。⑤将470uF电容换成1000uF电容，重复上述步骤。五、实验数据记录和处理1.半波整流①半波整流波形如下图：由图形可见，半波整流电路把双向的交流电压变为单向的电压，波形只保留了上半部分，与理论分析相符。②由测量值可知：峰峰值13.59V；平均值3.772V；频率50Hz。理论分析：平均电压为：电压平均值的理论值为：0.45*9=4.05V。可见在误差允许的范围内，所测出的平均值与理论值符合，相对误差e=（4.05-3.772）/4.05=6.86%电压峰峰值的理论值为：9*√=12.73V。可见在误差允许的范围内，所测出的峰峰值与理论值符合，相对误差e=（13.59-12.73）/12.73=6.76%2.半波整流及滤波①半波整流及滤波波形如下图：由图形可见，滤波的电容把单向电压波形与电容充放电的波形结合，得到了一个相对平缓的电压，与理论分析相符。②由测量值可知：峰峰值3.250V；平均值10.47V；频率50Hz。3.全波整流全波整流波形如下图：由图形可见，全波整流电路把双向的交流电压变为单向的电压，但波峰数是半波整流的两倍，与理论分析相符。②由测量值可知：峰峰值12.18V；平均值7.223V；频率100Hz。理论分析：平均电压为：电压平均值的理论值为：0.9*9=8.1V。可见在误差允许的范围内，所测出的平均值7.223与理论值符合，相对误差e=（8.1-7.223）/8.1=10.82%电压峰峰值的理论值为：9*√=12.73V。可见在误差允许的范围内，所测出的峰峰值与理论值符合，相对误差e=（12.73-12.18）/12.73=4.32%4.全波整流及滤波①电容为470uF负载电阻两端电压波形：由图像可见得到了一个相对平稳的电压。由测量值可知，平均值10.47V；最大值11.50V。由计算得到理论平均电压值为V=10.8。在误差允许的范围内，实际值与理论值相符。相对误差e=（10.8-10.47）/10.8=3.06%.电流取样电阻两端电压（即电路中的电流）波形：电流的最大值为432.1mA，平均值为81.7mA。②电容为1000uF负载电阻两端电压波形：由图像可见得到了一个相对平稳的电压。由测量值可知，平均值10.45V；最大值11.06V。由计算得到理论平均电压值为V=10.8。在误差允许的范围内，实际值与理论值相符。相对误差e=（10.8-10.45）/10.8=3.24%.电流取样电阻两端电压（即电路中的电流）波形：电流的最大值为400.0mA，平均值为73.67mA。由两组图像（电容为470uF、1000uF）的分析可知，当电容变大时，经过整流滤波后的电压波形明显更加平缓。这是由于在电容器的充放电过程中，有τ=RC。R为负载电阻固定不变，C增大时，τ变大，相同时间内电容器的充放电幅度较小，因此得到的电压曲线更加平缓；同时，当C增大时，通过比较发现得到的浪涌电流较小，对器件的损伤小。因此应当选择较大的电容作为滤波电路中的电容。六、实验结果与分析1.半波整流电路能够使交流电变为单向电压，但利用率较低。得到的电压平均值V0=0.45V。半波整流及滤波能够得到一个相对平缓的电压，但由于周期过长，电压波形不够平缓。2.全波整流电路能使交流电变为单向电压，且充分利用了原交流波形的正负部分并转成直流，因而更有效率。得到的电压平均值V0=0.9V。半波整流及滤波能够得到一个更加平滑的电压。且当滤波电容值增大，电压波形变得更平滑。3误差分析：实验中得到的数据与理论值存在一定误差，可能原因分析如下：①实验中所用到的二极管有一定的分压效果，但在理论计算中将它们当做不分压的理想二极管，因此会产生误差。②实验中的导线连接处和示波器接入端口处电阻较大，可能会产生误差。③实验中所用示波器具有一定的分度值（如每大格为2V和5V时所得到的数值精度不同），会对波形的测量结果产生一定影响。七、讨论、心得这是本学期的第一次实验，见到了传说中的四通道示波器，实验桌上的所有设备竟然都联网，让我无法抑制地觉得学校的设备真的高级啊！第一次的实验内容并不困难，我完成的速度也不慢，但在第二天才发现自己的波形有错误，只好重新补做实验。这个错误是否低级且先不论，从这次的错误里我深刻地认识到自己“看到波形就大功告成”的态度有多么不可取。如果我做实验再谨慎一些，完全可以避免这种错误的产生，至少可以在出现错误后及时发现改正，而不是毛毛躁躁地做完实验截了图片就以为大功告成。