桥式整流与电容滤波

实验目的

理解桥式整流的工作过程和电容滤波的作用。

实验原理

交流电正半周时,一对二极管导通,负半周时另一对导通,两种情况下流过负载的电流方向相同,得到全波整流的脉动直流,脉动频率是交流电频率的 2 倍。并联电容后,输入电压高于电容电压时电容充电,低于时电容经负载放电,使输出波形变平滑。电容或负载电阻越大,纹波越小。

实验器材

• 低压交流电源
• 四只二极管
• 电解电容器
• 负载电阻
• 开关
• 示波器
• 导线

实验步骤

1. 按桥式接法连接四只二极管,交流接两个对角端,负载接另两个对角端。
2. 先不接电容,用示波器观察负载两端电压波形。
3. 在负载两端并联电容,注意电容极性,再观察波形。
4. 更换较大的电容,比较波形起伏的变化。
5. 改变负载电阻的大小,再观察波形。

实验现象与结论

不接电容时,输出电压方向不变,但大小周期性地降到零。并联电容后,波形明显变平滑。电容越大、负载电阻越大,起伏越小,平均电压越高。结论:桥式整流把交流变为脉动直流,电容滤波可以减小脉动。

注意事项

• 电解电容正负极不能接反。
• 电容的耐压值要高于交流电压的峰值。
• 二极管方向要接对,使用低压交流电。

常见问题

桥式整流为什么输出电流方向不变?

正、负半周分别由不同的一对二极管导通,两种情况下流过负载的电流方向相同。

电容滤波为什么能让电压变平滑?

电压升高时电容充电储能,电压降低时电容放电补充电流,从而减小输出电压的起伏。