Praktische Übung 07 - Dioden und Gleichrichter

Material

In dieser Übung wird zunächst mithilfe von Dioden ein OR-Gatter aufgebaut, um die Sperrwirkung von Dioden zu demonstrieren. Anschließend bauen wir verschiedene Gleichrichter auf und überprüfen ihre Wirksamkeit mithilfe des Oszilloskops. Zuletzt nutzen wir den Signalgenerator, um die Effektivität der Gleichrichter bei nicht-sinusförmigen Signalen zu untersuchen.

Aufgabe 1

In dieser Aufgabe bauen wir ein OR-Gatter auf:

Baut die Schaltung mit Dioden vom Typ 1N4007 und einem Widerstand vonnach. Schließen Sie ein Labornetzteil mit an.

• Stimmt das Verhalten der Schaltung mit Ihren Erwartungen überein?

• Dreht eine der Dioden um. Wie verändert sich das Verhalten beim Betätigen des entsprechenden Tasters?

Aufgabe 2

Nun wollen wir Gleichrichter bauen, die eine Wechselspannung, hier durch den Signalgenerator des Oszilloskops bereitgestellt, in eine möglichst glatte Gleichspannung wandeln. Zunächst bauen wir einen Einweggleichrichter mit nur einer Diode (die LED dient nur der Visualisierung):

Baut die Schaltung auf eurem Breadboard auf und wählt für den WFG eine Spannung von bei einer Frequenz von . Der Widerstand soll betragen und als Diode kommt erneut 1N4007 zum Einsatz.

• Betrachtet die Gleichrichtung im Oszilloskop, deckt sich die Beobachtung mit dem Leuchtverhalten der LED?

• Dreht die Diode um, was verändert sich?

Zur Gleichrichtung kommen häufig Glättungskondensatoren zum Einsatz, wie in folgender Schaltung dargestellt:

Ergänzt eure Schaltung um einen solchen Glättungskondensator, experimentiert dabei mit verschiedenen Kapazitäten zwischen und .

• Was lässt sich aus der Oszilloskop-Messung über den Einfluss der Größe der Kapazität auf die Glättung des Signals sagen?

• Welche Gründe könnte es geben, dennoch nicht beliebig große Kondensatoren zu verwenden?

Aufgabe 3

In dieser Aufgabe bauen wir einen Zweiweggleichrichter. Aufgrund der gemeinsamen internen Erdung von Signalgenerator und Messspitzen in den Oszilloskopen lässt sich das geglättete Signal allerdings nicht mit dem Oszilloskop messen. Aus diesem Grund werden LEDs für die Gleichrichtung verwendet, um den Stromfluss visuell begreifbar zu machen.

Baut die Schaltung auf eurem Breadboard auf und wählt für den WFG eine Spannung von bei einer Frequenz von . Der Widerstand soll betragen.

• Betrachtet die (Last)-LED. Wie hat sich die Gleichrichtung gegenüber dem Einweggleichrichter verändert?