70721

Дослідження параметричних стабілізаторів напруги

Лабораторная работа

Физика

Для стабілізації напруги використовується ліва частина вольтамперної характеристики із збільшанням струму напруга майже не міняється. Проста схема стабілізатора напруги подана на рис. Для оцінки якості стабілізатора напруги вводиться величина R яку називають коефіцієнтом...

Украинкский

2014-10-24

65.5 KB

4 чел.

4

ВОЛИНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ ЛЕСІ УКРАЇНКИ

ФІЗИЧНИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА ЗАГАЛЬНОЇ ФІЗИКИ ТА МЕТОДИКИ ВИКЛАДАННЯ

ОСНОВИ АВТОМАТИКИ ТА ЕЛЕКТРОННО-ОБЧИСЛЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ

Лабораторна робота №4

Тема: Дослідження параметричних стабілізаторів напруги

Мета: Дослідити параметричні стабілизатори різних кострукцій, побудувати вольтамперні та передавальні характеристики

Теоретичні відомості

     Для нормального функціонування різних пристроїв в електро-радіо-техніці (підсилювачі, радіоприймачі, генератори коливань, радіопередавачі, вимірювальні електронні прилади, елементи обчислювальної техніки і т.п.) необхідна стабільна напруга живлення.

    Стабілізувати напругу для живлення малопотужних споживачів електроенергії можна за допомогою кремнієвих стабілітронів, у яких воль-тамперна характеристика має вид : ( рис.1).

Для стабілізації напруги використовується ліва частина вольтамперної характеристики ( із збільшанням струму напруга майже не міняється.

Проста схема стабілізатора напруги подана на рис.2.

                           рис.2.

де   Rн -опір навантаження ;

 R  - баластний резистор.

Величину опору R і його потужність розраховують за формулою :

де

U   - напруга живлення;

Uc - напруга стабілізації ;

I , Iн    - номінальний струм стабілітрона і струм навантаження.

Номінальне значення струму стабілітрона береться з каталога.

Для оцінки якості стабілізатора напруги вводиться величина R, яку називають коефіцієнтом стабілізаціі за вхідною напругою. Коефіцієнт стабілізаціі  R  показує, у скільки разів відносна зміна  стабілізованої напруги на виході менша від відносноі зміни   підведеної до стабілізатора напруги:

Для живлення більш потужних споживачів електроенергії застосовують компенсаційні стабілізатори. Схема простого транзисторного стабілізатора напруги дана на  рис.4.

Рис 4.

Схема npaцює таким чином: коли напруга  на навантаженні U до-рівнює U транзистор VT  пропускає лише невеликий струм (напруга на емітері дорівнює напрузі на базі). Коли напруга на навантаженні  змен-шиться, то до переходу емітер-база буде прикладена більша напруга, транзистор VT стане пропускати більший струм, в результаті  чого нап-руга на навантаженні буде збільшуватись.

Схема рис.4  дає невеликий коефіцієнт стабілізаціі напруги. Для його збільшення, а також для захисту стабілізатора від короткого замикання застосовуються більш складні схеми, як наприкдад, БПС/220/I27-9/12, схема  якого приведена нижче. 

Принцип роботи ВПС (рис 5.)

Блок БПС є транзисторним компен-саційним стабілізатором  напруги. В ньому роль керованого опору виконує здвоєний транзистор2  і VТ3 структури n-р-n. До кола емітер-база транзистора VТ3 прикладеиа напруга зміщення, стабілізована стабілітроном VТ5.  Транзистор VТ4 в колі бази транзистора VТ3 відіграє роль керованого опору. Його опір залежить від напруги, яка визначається співвідношенням опорів R7-R8-R9   подільника напруги Uвих між точками Е35. При зменшенні напруги Uвих   опір транзистора VТ4 зменшується, при збільшенні-збільшується.

Нехай напруга на вході стабілізатора зменшиться, тому повинна змен-шитись на деяку величину вихідна напруга  Uвих . Це приведе до зменшення опору транзистора VТ4 , тому на базу транзистора VТз піде більший струм керування, що спричинить до зменшення опору транзистора VТ4 , завдяки чому напруга  Uвих збільшиться.

Зауважимо, що стабілізація напруги відбувавться по принципу керування "по відхиленню", але завдяки великим коефіціентам підсилення керуючих елементів це відхилення від номінального значення не велике.

Захист від перевантаження здійснюється транзистором VТ1, який  знаходиться в закритому стані при струмі навантаження, меншому 200 mA . При більшому струмі падіння напруги на резисторі R1 стає такої величини, що відкриваїться транзистор VТ1. На базу транзистора VТ4  подається через нього високий відємний потенціал випрямляча А1 , тому регулятор \/Т2  закривається і напруга на виході стабілізатора падає до нуля. Потенціал бази транзистора стає теж рівним нулю,бо стабілітрон VТ5 не дає напруги зміщення. Відкрити регулятор VТ2 можна, відключивши навантаження від стабілізатора.                

Послідовність виконання роботи

  1.  Складаємо схему рис.2 згідно з монтажною схемою рис.3.
  2.  Встановлюем за допомогою ЛАТР U1max , за допомогою реостата струм навантаження Iн=50 mA і відлічуєом U, В .

3. Змінюем за допомогою ЛАТР напругу від  U1max до  U, при якій
починається зменшуватись струм I
н=50 mA відщитуємо U . Переконуємось, що в межах  U1н<U<U1max струм  Iн=const .ДанІ заносимо  в табл.1.

4. Виконум такі ж виміри при Iн=100 та 150 мА і дані заносимо в табл.1.

5. Ha підставі даних табл.1 обчислюємо коефіцієнти стабілізаціі при різних струмах навантаження по формулі  (2).

6. Складаємо схему рис.4 згідно з монтажною схемою рис.3.

7. Проводимо такі ж досліди, як в п.2,3,4 при струмах навантаження Iн=50,100,150 мА. Дані експерименту заносимо в табл.1.

8. Ha підставі табл.1 обчислюєм коефіціенти стабілізаціі.
9.Встановлюємо U
1max.Міняючи опір реостату від Rн max до Rн=0.
Знімаем залежність U
2 від I2 ( характеристику навантаження ). Дані заносимо в табл.2.

Увага: при Iн= 150 мА дослід необхідно проводити швидко, щоб не перегріти резистори.

10. Ha основі табл.2. будуємо графік U2=f(I2).

11. Досліджуем БІІС. Для цього складаємо монтажну схему рис.6.

12. Встановлюєм за допомогою JIATP U=220 В, за допомогою реостата Rн  Iн=100 мА.Міняючи U вІд 220 В до 0, визначаємо залежність U2 від U . ДанІ заносимо в табл. 3, на підставі якоі будуємо характеристику

Табл.З

13. Встановлюем U=220 В. Міняючи опір навантаження Rн від максимального до нуля, знімаем характеристику навантаження стабІлІзатора U2=g(I2). ДанІ записуем в табл. 4.

14. За даними табл.4 будуемо графік  U2=g(I2).

Література

B.M.Hocoлюк:"Прaктикyм з радіотехніки",К.,"Вища школа",I969.

4


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

74429. Эпиблема (волосконосный слой) 31 KB
  На расстоянии 0110 мм обычно на расстоянии 123 мм от крайней точки корня клетки эпиблемы начинают образовывать корневые волоски. Корневые волоски многих травянистых растений длиннее чем у большинства древесных пород. При свободном росте при развитии корней в воде или во влажном воздухе волоски имеют форму цилиндра или конуса с закруглением на конце. Корневые волоски играют и механическую роль давая опору верхушке корня пробивающейся при росте между частицами почвы и способствуя заякориванию корневой системы в земле.
74430. Бесполое и половое размножение равноспоровых папоротников 31.5 KB
  Стенка спорангиев однослойная; содержимое их археспорий образует после редукционного деления клеточных ядер многочисленные темные споры служащие для бесполого размножения папоротников. Раскрывание созревших и начинающих подсыхать спорангиев происходит у громадного большинства папоротников при содействии группы клеток его стенок расположенных у многих кольцом и имеющих частичные утолщения...
74431. Бесполое и половое размножение разноспоровых, или водяных, папоротников 31.5 KB
  У некоторых разноспоровых папоротников а также других представителей высших споровых растений селагинелл изоэтеса произошла еще большая редукция мужских и женских заростков а также потеря и женским гаметофитом способности к фотосинтезу. У селагинелл близких к плаунам мега и микроспорофиллы собраны в колоски; мегаспоры прорастают в мегаспорангиях еще на материнском растении; у некоторых видов микроспоры переносятся на мегаспорофиллы и мегаспорангии где происходит оплодотворение начинается развитие зародыша и мегаспорангии отпадает...
74432. ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ СЕМЕННЫХ РАСТЕНИЙ 31 KB
  Для рассеивания распространения растения служат следовательно не споры как у типичных споровых растений а семена; бесполого размножения спорами нет чередование поколений выражено неясно и выявляется лишь путем сравнительноморфологических и цитологических исследований. Спорофиллы покрытосеменных растений тесно скученные на концах побегов и у большинства окруженные еще метаморфизированными верхушечными листьями образуют вместе с ними цветок; мы можем охарактеризовать его как укороченный побег листья которого метаморфизированы в связи с...
74433. СТЕБЕЛЬ ДВУДОЛЬНЫХ И ГОЛОСЕМЕННЫХ 39 KB
  Из особенностей ее в стеблях отметим что клетки кожицы здесь обычно имеют мало извилистые очертания вытянуты в направлении параллельном продольной оси стебля и что частота устьиц сравнительно низка. Механическая ткань первичной коры и колленхима располагаются под кожицей в виде тяжей в углах стебля как например у губоцветных или в его ребрах у зонтичных реже в виде кольца у тыквенных пасленовых и др. В некоторых стеблях и многих корневищах этот слой представлен типичной эндодермой с поясками Каспари см. Некоторые авторы...
74434. Новизна теоретических исследований: понятия, закономерности, дефиниции понятий, теория 17.81 KB
  Работа претендующая на роль теоретической должна содержать положения выводы благодаря которым происходит развитие наличных достоверных знаний по предмету соответствующей отрасли правовой науки. При этом новизна может охватывать предмет науки с разной полнотой. Второй уровень новизны образуют оригинальные решения отдельных проблем науки. Одна из распространенных в правовой науке форм теоретической новизны сводится к развитию совершенствованию понятийного аппарата науки.
74435. Новизна эмпирических юридических исследований: единичные и обобщенные факты, эмпирический закон 17.37 KB
  Новизна эмпирических юридических исследований: единичные и обобщенные факты эмпирический закон Исследование новизна которого ограничивается эмпирическим уровнем знаний представляет собой эмпирическое исследование. Итак эмпирическое исследование проводится с применением теоретических знаний для описания и оценки исследуемых фактов но в нем нет новых теоретических положений сформулированных лично автором иначе исследование относилось бы к теоретическому уровню познания. Эмпирическое юридическое исследование в полной мере соответствует...
74436. Общие принципы научного познания: объективность, всесторонность, системность, конкретно-исторический подход 16.87 KB
  Общие принципы научного познания: объективность всесторонность системность конкретноисторический подход В российской философской и юридической литературе в числе всеобщих принципов научного познания чаще всего называют принципы объективности познаваемости объективного мира всесторонности познания исторического и конкретноисторического подходов познания отдельного явления через выделение противоречивых его сторон и др. Принцип объективности означает что в процессе познания нужно подходить к исследуемым явлениям и предметам так как...
74437. Виды методологии правовых исследований 20.23 KB
  Методология догматических правовых исследований Догматическое правовое исследование является наиболее распространенным в правовой науке поскольку именно оно обеспечивает правоведов достоверными и полными знаниями о системе действующего права ее отдельных отраслях институтах и нормах права. Понимается как исследование норм права в целях выявления воли правотворческого органа выраженной в исследуемых источниках права общих и особенных черт признаков свойственных исследуемым нормам права и допущенных правотворческих ошибок. Методология...