Рабочее задание и порядок выполнения работы

Задание № 1

Исследовать схему параметрического стабилизатора напряжения на стабилитроне.

1. Собрать схему, приведенную на рис. 3.3 и подключить приборы, необходимые для проведения измерений и снятия характеристик.

Последовательность действий:

- вольтметры PV1 и PV2 установить в режим измерения постоянного напряжения;

- миллиамперметры РА1 и РА2 установить в режим измерения постоянного тока;

- после проверки преподавателем собранной схемы включить питание стенда выключателем «СЕТЬ – ВКЛ»;

- включить источник постоянного напряжения на панели вставного блока стабилизаторов.

Рис. 3.3. Схема исследования параметрического стабилизатора напряжения на стабилитроне

2. Переключатель «RН грубо» установить в положение «ХХ».

Измерить и записать в таблицу 3.1 значения электрических параметров U_СТ и I_СТ, при значениях U_ВХ, указанных в таблице, и постоянной величине сопротивления нагрузки R_H = ¥.

Таблица 3.1

3. По данным таблицы 3.1 построить вольтамперную характеристику стабилитрона I_СТ = f (U_СТ). Отметить на графике диапазон напряжений стабилизации.

4. Подключить параллельно стабилитрону нагрузку (резистор). Для этого установить переключатель «RН грубо» в положение 2, а переменный резистор «RН точно» - в среднее положение.

Снять зависимость выходного напряжения стабилизатора (напряжения на нагрузке) от напряжения на его входе U_Н = f (U_ВХ).

Для этого увеличивать напряжение на выходе источника постоянного напряжения от минимального до максимального. Фиксировать величины входного тока I_ВХ и тока I_Н, протекающего через резистор нагрузки.

Результаты измерений занести в таблицу 3.2.

Таблица 3.2.

5. Построить зависимость напряжения на нагрузке от напряжения на входе стабилизатора U_Н = f (U_ВХ) при неизменном сопротивлении нагрузки. Определить диапазон входных напряжений, при которых схема выполняет функции стабилизатора напряжения.

6. Снять зависимость напряжения на нагрузке U_Н от тока нагрузки I_Н при неизменном входном напряжении U_ВХ = 15 В.

Для этого увеличивать ток через сопротивление нагрузки переключателем «RН грубо». Фиксировать величины напряжения на нагрузке U_Н и тока нагрузки I_Н. При этом напряжение на входе стабилизатора поддерживать неизменным. Результаты измерений занести в таблицу 3.3.

Таблица 3.3

7. По данным таблицы 3.3 построить зависимость U_Н = f (I_Н) при неизменном входном напряжении U_ВХ = 15 В.

8. Определить коэффициент стабилизации по входному напряжению. Для этого переключатель «RН грубо» установить в положение 2, а переменный резистор «RН точно» - в среднее положение. В процессе измерений переменным резистором «RН точно» поддерживать неизменной величину тока нагрузки I_Н.

Измерить и записать в таблицу 3.4 значения электрических параметров U_Н и I_Н, при значениях U_ВХ, указанных в таблице.

Таблица 3.4

9. По данным таблицы 3.4 вычислить коэффициент стабилизации по входному напряжению, используя при расчете формулу (3.1).

10. Определить выходное сопротивление стабилизатора. Для этого провести измерения U_Н и I_Н при разных сопротивлениях нагрузки (например, в крайних положениях переменного резистора «RН точно»), поддерживая неизменным входное напряжение U_ВХ = const = 16, 0 В. Результаты измерений занести в таблицу 3.5.

Таблица 3.5

11. По данным таблицы 3.5 вычислить выходное сопротивление стабилизатора, используя при расчете формулу (3.2).

12. Определить коэффициент полезного действия стабилизатора

.

Вычисления произвести для U_ВХ = 15, 0 В.

Задание № 2

Исследовать схему компенсационного стабилизатора с последова­тель­ным регулирующим транзистором.

1. Собрать схему, приведенную на рис. 3.4 и подключить приборы, необходимые для проведения измерений и снятия характеристик.

Последовательность действий при подготовке приборов к работе такая же, как и в п.1 задания №1.

- переключатель «RН грубо» установить в положение 2, а переменный резистор «RН точно» - в среднее положение;

- после проверки преподавателем собранной схемы включить питание стенда выключателем «СЕТЬ – ВКЛ»;

- включить источник постоянного напряжения на панели вставного блока стабилизаторов.

Рис. 3.4. Схема исследования параметрического стабилизатора напряжения на стабилитроне

2. Снять зависимость выходного напряжения стабилизатора (на нагрузке) от напряжения на его входе U_Н = f (U_ВХ).

Для этого увеличивать напряжение на выходе источника постоянного напряжения от минимального до максимального. Фиксировать величины входного тока I_ВХ и тока I_Н, протекающего через резистор нагрузки.

Результаты измерений занести в таблицу 3.6.

Таблица 3.6

3. По данным таблицы 3.6 построить зависимость напряжения на нагрузке от напряжения на входе стабилизатора U_Н = f (U_ВХ) при неизменном сопротивлении нагрузки. Определить диапазон входных напряжений, при которых схема выполняет функции стабилизатора напряжения.

4. Снять зависимость выходного тока нагрузки I_Н при неизменном входном напряжении U_ВХ = 15 В. Для этого увеличивать ток через сопротивление нагрузки переключателем «R_Н грубо». Фиксировать величины напряжения на нагрузке U_Н и тока нагрузки I_Н. При этом напряжение на входе стабилизатора поддерживать неизменным.

Результаты измерений занести в таблицу 3.7.

Таблица 3.7

5. Построить зависимость напряжения на нагрузке от тока нагрузки
U_Н = f(I_Н) при неизменном входном напряжении U_ВХ = 15 В.

Для этого увеличивать ток через сопротивление нагрузки переключате­лем «R_Н грубо». Фиксировать величины напряжения на нагрузке U_Н и тока нагрузки I_Н.

6. Определить коэффициент стабилизации по входному напряжению. Для этого переключатель «RН грубо» установить в положение 2, а переменный резистор «RН точно» - в среднее положение. В процессе измерений переменным резистором «RН точно» поддерживать неизменной величину тока нагрузки I_Н.

Измерить и записать в таблицу 3.8 значения электрических параметров U_Н и I_Н, при значениях U_ВХ, указанных в таблице.

Таблица 3.8

7. По данным таблицы 3.8 вычислить коэффициент стабилизации по входному напряжению, используя при расчете формулу (3.1).

8. Определить выходное сопротивление стабилизатора. Для этого провести измерения U_Н и I_Н при различных значениях сопротивления нагрузки (например, в крайних положениях переменного резистора «RН точно»), поддерживая неизменным входное напряжение U_ВХ = const = 16, 0 В. Результаты измерений занести в таблицу 3.9.

Таблица 3.9

9. По данным таблицы 3.9 вычислить выходное сопротивление стабилизатора, используя при расчете формулу (3.2).

10. Определить коэффициент полезного действия стабилизатора

.

Вычисления произвести для U_ВХ = 16, 0 В.

Задание № 3

Исследовать схему интегрального стабилизатора напряжения КР142ЕН8Б

1. Собрать схему, приведенную на рис. 3.5 и подключить приборы, необходимые для проведения измерений и снятия характеристик.

Последовательность действий при подготовке приборов к работе такая же, как и в п.1 задания №2.

Переключатель «R_Н грубо» установить в положение 2, а переменный резистор «R_Н точно» - в среднее положение.

После проверки преподавателем собранной схемы включить питание стенда выключателем «СЕТЬ – ВКЛ».

Включить источник постоянного напряжения на панели вставного блока стабилизаторов.

Рис. 3.5. Схема исследования интегрального стабилизатора напряжения КР142ЕН8Б

2. Снять зависимость выходного напряжения стабилизатора (на нагрузке) от напряжения на его входе U_Н = f (U_ВХ).

Для этого увеличивать напряжение на выходе источника постоянного напряжения от минимального до максимального. Фиксировать величины входного тока I_ВХ, напряжения U_Н и тока I_Н нагрузки.

Результаты измерений занести в таблицу 3.10.

Таблица 3.10

3. По данным таблицы 3.10 построить зависимость напряжения на нагрузке от напряжения на входе стабилизатора U_Н = f (U_ВХ) при неизменном сопротивлении нагрузки. Определить диапазон входных напряжений, при которых схема выполняет функции стабилизатора напряжения.

4. Снять зависимость напряжения на нагрузке U_Н от тока нагрузки I_Н при неизменном входном напряжении U_ВХ = 15 В.

Для этого увеличивать ток через сопротивление нагрузки переключателем «R_Н грубо». Фиксировать величины напряжения на нагрузке U_Н и тока нагрузки I_Н. При этом напряжение на входе стабилизатора поддерживать неизменным.

Результаты измерений занести в таблицу 3.11.

Таблица 3.11

5. Построить зависимость напряжения на нагрузке от тока нагрузки U_Н = f(I_Н) при неизменном входном напряжении U_ВХ = 15 В.

Увеличивать ток через сопротивление нагрузки переключа­телем «R_Н грубо». Записать величины напряжения на нагрузке U_Н и тока нагрузки I_Н.

6. Определить коэффициент стабилизации по входному напряжению. Для этого переключатель «RН грубо» установить в положение 2, а переменный резистор «RН точно» - в среднее положение. В процессе измерений переменным резистором «RН точно» поддерживать неизменной величину тока нагрузки I_Н.

Измерить и записать в таблицу 3.12 значения электрических параметров U_Н и I_Н, при значениях U_ВХ, указанных в таблице.

Таблица 3.12

7. По данным таблицы 3.12 вычислить коэффициент стабилизации по входному напряжению, используя при расчете формулу (3.1).

8. Определить выходное сопротивление стабилизатора. Для этого провести измерения U_Н и I_Н при различных значениях сопротивления нагрузки (например, в крайних положениях переменного резистора «RН точно»), поддерживая неизменным входное напряжение U_ВХ = const = 16, 0 В. Результаты измерений занести в таблицу 3.13.

Таблица 3.13

9. По данным таблицы 3.13 вычислить выходное сопротивление стабилизатора, используя при расчете формулу (3.2).

8. Определить коэффициент полезного действия стабилизатора

.

Вычисления произвести для U_ВХ = 16, 0 В.

Контрольные вопросы

Какие факторы влияют на нестабильность выходного напряжения стабилизатора?

Как определяется нестабильность выходного напряжения стабилизатора от входного?

Как определяется температурный коэффициент по напряжению (ТКН) стабилитрона?

Что за элемент стабистор? Как он включается в принципиальной схеме?

Как устроен термокомпенсационный стабилитрон?

Как устроен двухполярный стабилитрон и какое его обозначение в принципиальной схеме?

Содержание отчета

По результатам исследований выполнить отчет, на титульном листе отчета указать название лабораторной работы, фамилию, имя исполнителя и номер группы.

В отчете привести схемы исследуемых устройств. Привести таблицы данных по снятым в каждом задании внешним характеристикам и расчет указанных электрических параметров. Внешние характеристики построить в единых осях координат. Дать сравнительную оценку измеренных и расчетных значений параметров.