Інформація для вчителів
Застосування
Схема досліду
Мостовий випрямляч - це ефективний вид випрямляча для перетворення змінної напруги на постійну. Його використовують у багатьох блоках живлення, у яких змінну напругу з розетки можна перетворити на постійну.
Звичайні випрямні схеми з окремими діодами можуть використовувати при змінному струмі лише одну півхвилю. Мостовий випрямляч обходить цю проблему тим, що чотири діоди з'єднані так, що для кожної півхвилі відкритий шлях струму.
У цьому досліді досліджують принцип дії мостового випрямляча.
Інша інформація для вчителя (1/3)
Попередні знання
Учні мають уміти скласти просте електричне коло і розібратися в ньому. Крім того, вони вже мають мати базове розуміння півхвиль і пульсуючого постійного струму. В ідеалі учні вже обізнані з принципом дії окремого діода.
Принцип
У мостовому випрямлячі чотири діоди з'єднані так, що полярність вихідної напруги не залежить від полярності вхідної напруги. Завдяки цьому змінну напругу можна випрямити.
Інша інформація для вчителя (2/3)
Навчальна мета
Після того, як учні ознайомилися з випрямною дією діода, цей дослід має зробити для них зрозумілим принцип роботи мостової схеми, яку переважно застосовують на практиці. Вони мають зрозуміти, що завдяки застосуванню мостової схеми струм протягом кожного півперіоду змінного струму тече крізь робочий опір в одному й тому самому напрямку.
Завдання
Спочатку досліджують вплив полярності постійної напруги на мостовий випрямляч і встановлюють, що вона не має значення.
Потім переходять на змінну напругу і спостерігають, що струм і далі тече крізь електричне коло в тому самому напрямку.
Інша інформація для вчителя (3/3)
Вказівки щодо складання та виконання
Не приєднуй мостовий випрямляч до блока живлення не тими виводами, бо він замикає блок живлення накоротко. За тривалого використання зі струмом короткого замикання діоди можуть перегоріти. У разі приєднання до виходу постійного струму струм можна і треба обмежити регулятором обмеження струму, а на виході змінного струму текли б повні 5 А і з часом зруйнували б діоди.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Блок живлення - приклад застосування випрямляча
Мостовий випрямляч - це ефективний вид випрямляча для перетворення змінної напруги на постійну. Його використовують у багатьох блоках живлення, у яких змінну напругу з розетки треба перетворити на постійну.
У цьому досліді ти дізнаєшся, як мостовий випрямляч перетворює відповідні півперіоди змінного струму на постійний струм.
Завдання
Як використати обидва півперіоди змінного струму для створення постійного струму?
Дослідь принцип дії мостового випрямляча, випробувавши різні полярності при постійному та змінному струмі.
Обладнання
Складання (1/2)
Для вимірювання датчиками Cobra SMARTsense потрібен PHYWE measureAPP. Застосунок можна безкоштовно завантажити у відповідному магазині застосунків (QR-коди див. нижче). Перед запуском застосунку перевір, чи ввімкнено на твоєму пристрої (смартфон, планшет, настільний ПК) Bluetooth.
iOS
Android
Windows
Складання (2/2)
Схема досліду
Склади дослід за рис. ліворуч і схемою, частина a), приєднай схему до виходу постійної напруги блока живлення.
Увага:Приєднуй мостовий випрямляч до блока живлення тільки входами ~, ніколи не входами +/−!
Схема a) Схема b)
Виконання (1/3)
PHYWE MeasureApp
- Увімкни обидва датчики SMARTsense, довше натиснувши кнопку ввімкнення, і переконайся, що планшет може з'єднуватися з пристроями Bluetooth.
- Відкрий застосунок PHYWE measure App, під'єднай датчики в розділі "Measure" > "Sensor", а потім вибери датчики "Current" і "Voltage" (угорі ліворуч).
- Вибери частоту дискретизації на свій розсуд. Що вона вища, то точнішим буде вимірювання.
- Після кожного з наступних вимірювань його можна зберегти. Для подальшого аналізу збережене вимірювання будь-коли можна знову відкрити в розділі "Мої вимірювання".
Виконання (2/3)
Постійний струм
- Установи на блоці живлення і та увімкни його.
- Спостерігай за значеннями струму й напруги, які показує measureAPP, щоразу для всіх наступних змін у схемі.
- Замкни вимикач.
- Поміняй місцями проводи на блоці живлення і зміни цим полярність схеми.
- Поверни мостовий випрямляч на 180°.
- Знову поміняй місцями проводи на блоці живлення і зміни цим полярність схеми.
Виконання (3/3)
Змінний струм
- Приєднай схему до виходу змінного струму ~ блока живлення.
- Почни вимірювання в measureAPP і заверши його, коли на діаграмі стануть видні дані, як на рисунку. Збережи результати вимірювань для подальшого аналізу і знову відкрий їх у розділі "Вимірювання".
- Скористайся функцією масштабування, щоб показати початкову ділянку виміряних даних приблизно до 0,1 с (що відповідає п'яти періодам змінного струму 50 Гц).
- Поверни мостовий випрямляч на 180° і повтори вимірювання.
Вікно вимірювання
Протокол
Завдання 1
Питання
Завдання 2
Познач стрілками шляхи струму в мостовому випрямлячі для обох полярностей напруги.
Завдання на схемі: розташуйте зображення вище по місцях. Місця на схемі: вгорі; внизу; праворуч; ліворуч.
Завдання на схемі: розташуйте зображення вище по місцях. Місця на схемі: вгорі; внизу; праворуч; ліворуч.
Завдання 3
Питання
Завдання 4
У чому перевага мостового випрямляча порівняно з простим діодом? Перетягни слова у правильні поля! У мостовому випрямлячі струм ____ від полярності ____ в той самий бік. Натомість у простому діоді струм в одному напрямку ____, і так передається лише половина сигналу напруги. На діаграмі I-t це можна уявити так: у ____ нижня півхвиля щоразу відкидається догори. А в ____ її просто прирівнюють до нуля.