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

56379. Виды труда дошкольников 175 KB
  Труд детей в детском саду многообразен. Труд в природе предусматривает участие детей в уходе за растениями и животными выращивание растений в уголке природы на огороде в цветнике.
56380. Литературный процесс в США на рубеже 19-20 вв. 15.99 KB
  Развитие литературы США в последней трети XIX века и в первые десятилетия XX века характеризуется ускоренными темпами и быстрой сменой литературных направлений и тенденций.
56382. Отрезок. Длина отрезка. Треугольник 58.5 KB
  Цели урока: образовательные: обеспечить обобщение и систематизацию понятий отрезок, концы отрезка, равные отрезки, длина отрезка, треугольник, стороны треугольника, вершины треугольника, многоугольник.
56383. Системы счисления 1.5 MB
  Задачи урока: образовательные: актуализация знаний по теме Системы счисления; дифференциация материала изученного по теме Системы счисления; стимулирование интереса к изучаемой теме...
56384. «Превращения» листьев (создание образа по ассоциации) 42 KB
  Если нет то учитель раскроет тему сам. Учитель по ходу чтения предлагает рассмотреть образцы о которых упоминается в тексте. В это время учитель вновь закрывает образцы на доске. Учитель по очереди показывает детям один-два листика...
56385. Ароматические углеводороды 49.5 KB
  Учитель садится за рабочий стол открывает классный журнал и отмечает присутствующих на уроке называя фамилии учеников по алфавиту 1 ученик пропустил занятие по причине болезни. 57 минута Учитель просит сдать учеников тетради с домашним заданием по предыдущей теме.
56386. Новелла «Тонио Крегер» Т. Манна 16.8 KB
  Новелла «Тонио Крегер» (1903) —выдающееся произведение раннего Т. Манна. В ней полнее всего отражается комплекс раздумий молодого писателя о судьбах цивилизации и искусства, о будущем человеческой культуры
56387. Критический реализм 15.43 KB
  Новый тип реализма складывается в 19 веке. Это критический реализм. Он существенно отличается и от ренессансного, и от просветительского. Расцвет его на Западе связан с именами Стендаля...