Осциллограф - ваш помощник (как работать с осциллографом) - [5]

На сколько делений сместилась линия? Примерно на 3,6 (десятые доли делений определяют по рискам на вертикальной и горизонтальной линиях масштабной сетки). Значит, напряжение гальванического элемента составляет 0,5 В/дел. х 3,6 дел. = 1,8 В.

Таково напряжение элемента без нагрузки. Но стоит подключить к его выводам, например, лампу or карманного фонаря на 2,5 В, и напряжение упадет почти до 1,5 В — в этом можете убедиться сами.

Рис. 9

Аналогично измерьте напряжение других имеющихся в вашем распоряжении, гальванических элементов (343, 332, 316), а также батарей 3336, «Крона», выбирая в каждом случае кнопками переключателей 1 и 2 нужный диапазон измерений.

Исследуем выпрямитель

Выпрямитель — одна из распространенных конструкций в радиолюбительском творчестве, необходимая для питания постоянным током самых разнообразных устройств. От выбора схемы выпрямителя и деталей для него зависят энергетические возможности этого источника питания и способность выдавать «чистое» напряжение, т. е. такое, у которого пульсации переменного тока ничтожны.

Измерить пульсации и выявить пути их снижения обычными измерительными приборами, имевшимися ранее в вашей лаборатории, практически невозможно. Сегодня, когда в вашем распоряжении появился осциллограф, сделать это чрезвычайно просто.

Итак, начинаем собирать выпрямитель. Первая деталь, которой нужно обзавестись, — понижающий трансформатор питания (рис. 10, а). Наиболее подходит для наших целей готовый выходной трансформатор кадровой развертки телевизоров — ТВК-110ЛМ (рис. 10, б). Подобные трансформаторы нередко используются в блоках питания радиолюбительских конструкций. Первичная (высокоомная) обмотка трансформатора выдерживает сетевое напряжение 220 В, на вторичной (низкоомной) при этом получается переменное напряжение около 14 В. Причем к обмотке можно подключать нагрузку, потребляющую ток до 1 А. Правда, напряжение на обмотке будет падать с ростом тока нагрузки.

Сначала подключите к выводам вторичной обмотки входные щупы осциллографа и включите первичную обмотку в сеть. Проводники от выводов первичной обмотки должны быть, конечно, в хорошей изоляции и с вилкой на конце. После подпайки проводников выводы нужно обернуть изоляционной лентой, чтобы исключить возможность поражения электрическим током во время экспериментов.

На осциллографе нажмите кнопку «0,5-50» переключателя 1, кнопка переключателя 2 должна быть отжата. Осциллограф работает в режиме автоматического запуска и с открытым входом (кнопки переключателей 7 и 13 соответственно должны быть отжаты), переключателями 3–6 устанавливают длительность развертки 5 мс/дел.

На экране осциллографа появится изображение синусоидальных колебаний небольшой амплитуды. Нажмите кнопку «0,1-10» переключателя 1 — изображение увеличится и займет около четырех делений шкалы (рис. 10, в). Значит, размах колебаний составит 40 В, хотя измеренное авометром переменное напряжение на вторичной обмотке равно 14 В В чем же дело?

Разгадка проста. На экране вы видите удвоенную амплитуду (положительный и отрицательный полупериоды) синусоидальных колебаний. Действующее значение переменного напряжения, измеряемое авометром, в 2√2 раз меньше. Разделив показания осциллографа на это значение, получите почти 14 В. Аналогично определяйте по изображению на экране осциллографа действующее значение синусоидального напряжения и в дальнейшем.

Подключите ко вторичной обмотке четыре диода (рис. 11, а; — двухполупериодиый выпрямитель, собранный по мостовой схеме, и резистор нагрузки R1, а к резистору подсоедините щупы осциллографа («земляной» щуп — к нижнему по схеме выводу резистора). На экране осциллографа будут только положительные полупериоды синусоидального напряжения, следующие с частотой вдвое большей частоты сетевого напряжения. Иначе говоря, отрицательные полупериоды «перевернулись» и заняли место между положительными (рис. 11, б).

Такое выпрямленное напряжение подавать на транзисторное устройство нельзя — слишком велики его пульсации. Напряжение нужно сгладить. Для этого достаточно подключить параллельно резистору оксидный конденсатор С1.

Для начала возьмите конденсатор, скажем, типа К50-6, емкостью 100 мкФ на номинальное напряжение не менее 25 В. Полупериоды сразу же исчезнут, а на уровне их вершин на экране возникнет слегка изогнутая линия (рис. 11, в). Это пульсации сглаженного напряжения.

Рис. 11

Чтобы лучше рассмотреть их и измерить амплитуду, нажмите кнопку 13 (осциллограф будет работать с закрытым входом) и поочередно нажимайте кнопки переключателей 1 и 2 до получения достаточно большого по вертикали изображения. Так, при нажатии кнопки «0,5-50» переключателя 1 и кнопки переключателя 2 на экране удастся увидеть картину, показанную на рис. 11, г. Она свидетельствует о том, что конденсатор заряжается от каждого полупериода сетевого напряжения и в промежутках между ними успевает немного разрядиться. В итоге на нагрузке действует постоянное напряжение с пульсациями около 1,5 В.

Еще более уменьшить пульсации удастся при подключении к резистору нагрузки конденсатора емкостью 500 мкФ — теперь они составят примерно 0,3 В. А при емкости конденсатора 1000 мкФ пульсации составят 0,12 В (120 мВ). Постоянное напряжение с такими пульсациями уже можно подавать на многие электронные устройства.