반파 정류기

부품 및 재료

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저전압 AC 전원 공급 장치(6볼트 출력)

6볼트 배터리

1N4001 정류 다이오드 1개(Radio Shack 카탈로그 번호 276-1101)

소형 "취미" 모터, 영구 자석 유형(Radio Shack 카탈로그 번호 273-223 또는 동급)

헤드폰이 있는 오디오 감지기

0.1µF 커패시터(Radio Shack 카탈로그 # 272-135 또는 동급)

다이오드는 정확한 모델 1N4001일 필요는 없습니다. "1N400X" 시리즈의 정류 다이오드는 이 작업에 적합하며 매우 쉽게 구할 수 있습니다. 여기에 나열된 "오디오 감지기" 구축에 대한 자세한 지침은 AC 실험 장을 참조하십시오.

아직 구축하지 않았다면 실험을 위한 간단하고 가치 있는 도구를 놓치고 있는 것입니다. 0.1µF 커패시터는 오디오 감지기를 회로에 "결합"하기 위해 지정되어 AC만 감지기 회로에 도달합니다.

이 커패시터의 값은 중요하지 않습니다. 0.27μF ~ 0.015μF 범위의 커패시터를 성공적으로 사용했습니다. 더 낮은 커패시터 값은 저주파 신호를 더 크게 감쇠시켜 헤드폰의 사운드 강도를 감소시키므로 톤을 듣는 데 어려움이 있는 경우 더 큰 값의 커패시터 값을 사용하십시오.

상호 참조

전기 회로의 교훈 , 3권, 3장:"다이오드 및 정류기"

학습 목표

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다이오드의 정류기 기능

AC 대 DC 전원의 영구 자석 모터 작동

전압계로 "리플" 전압 측정

개략도

그림

지침

그림과 같이 정류 다이오드를 통해 모터를 저전압 AC 전원에 연결합니다. 다이오드는 전원 공급 장치 전압의 전체 양 및 음 주기의 반 주기 동안만 전류가 통과하도록 허용하므로 모터에 도달하는 반 주기를 제거합니다.

결과적으로 모터는 맥동이기는 하지만 한 방향으로만 전류를 "보"게 됩니다. 전류가 흐르면서 한 방향으로 회전할 수 있습니다. 모터 작동에 미치는 영향에 주목하면서 점퍼 와이어를 잡고 잠시 다이오드를 지나서 단락하십시오.

보시다시피 영구 자석 "DC" 모터는 교류에서 제대로 작동하지 않습니다. 임시 점퍼 와이어를 제거하고 회로에서 다이오드의 방향을 반대로 합니다. 모터에 미치는 영향에 유의하십시오. 다음과 같이 모터의 DC 전압을 측정합니다.

그런 다음 모터 양단의 AC 전압도 측정합니다.

대부분의 디지털 멀티미터는 AC를 DC 전압과 잘 구별하며, 이 두 가지 측정값은 각각 모터가 "보는" 전력의 DC 평균 및 AC "리플" 전압을 보여줍니다. 리플 전압 전압 파형이 실제로 극성을 반전시키지는 않지만 측정 장비에 의해 AC 양으로 해석되는 전압의 변화하는 부분입니다.

리플은 안정적인 DC "바이어스" 또는 "오프셋" 신호에 중첩된 AC 신호로 생각할 수 있습니다. 다음 DC 및 AC 측정을 배터리로 전원을 공급하는 동안 모터에서 측정한 전압 측정과 비교하십시오.

배터리는 매우 "순수한" DC 전원을 제공하므로 결과적으로 이 회로의 모터에서 측정된 AC 전압이 거의 없어야 합니다. AC 전압이 무엇이든 브러시가 회전하는 정류자 막대와 접촉을 하고 끊을 때 모터의 맥동 전류 소모로 인해 모터 전체에서 측정됩니다.

이 맥동 전류는 맥동 전압이 회로의 표유 저항에 걸쳐 떨어지도록 하여 맥동 전압이 모터 단자에서 "강하"하게 만듭니다. 리플 전압의 정성적 평가는 AC 실험 장에 설명된 민감한 오디오 감지기를 사용하여 얻을 수 있습니다(DC 실험 장에서 "민감한 전압 감지기"로 설명된 동일한 장치).

낮은 볼륨에 대해 감지기의 감도를 낮추고 다음과 같이 작은(0.1μF) 커패시터를 통해 모터 단자에 연결합니다.

커패시터는 고역 통과 필터 역할을 하여 DC 전압이 감지기에 도달하는 것을 차단하고 남아 있는 AC 전압을 더 쉽게 "듣게" 합니다. 이것은 DC 신호가 직렬 연결된 커패시터에 의해 보이지 않도록 차단되는 "AC 커플링"을 위해 오실로스코프 회로에 사용되는 것과 똑같은 기술입니다.

모터에 전원을 공급하는 배터리로 리플은 고음의 "윙윙거리는 소리" 또는 "윙윙거리는 소리"처럼 들릴 것입니다. 배터리를 AC 전원 공급 장치 및 정류 다이오드로 교체하고 감지기로 반파 정류 전력의 낮은 음조 "윙윙거림"을 "듣습니다":

컴퓨터 시뮬레이션

SPICE 노드 번호가 있는 도식:

Netlist(다음 텍스트를 포함하는 텍스트 파일 만들기, 그대로):

반파 정류기 v1 1 0 sin(0 8.485 60 0 0) rload 2 0 10k d1 1 2 mod1 .model mod1 d .tran .5m 25m .plot tran v(1,0) v(2,0) .end 

이 시뮬레이션은 입력 전압을 사인파로, 출력 전압을 AC 소스 전압의 양의 반주기에 해당하는 일련의 "험프"로 표시합니다. 불행히도 DC 모터의 역학은 SPICE를 사용하여 시뮬레이션하기에는 너무 복잡합니다.

SPICE는 AC 전압을 피크로 이해하기 때문에 AC 소스 전압은 6볼트 대신 8.485로 지정됩니다. 값만. 6볼트 RMS 사인파 전압은 실제로 8.485볼트 피크입니다. RMS와 피크 값의 구분이 관련이 없는 시뮬레이션에서는 이와 같은 RMS-피크 변환을 사용하지 않겠습니다.

사실, 이 시뮬레이션에서는 구별이 그다지 중요하지 않지만 여러분의 교화를 위해 여기에서 논의합니다.

관련 워크시트:

<울> <리>

정확한 다이오드 회로 워크시트