Sprawozdanie z ćwiczenia nr7
OBWODY NIELINIOWE
Ćwiczenie wykonali:
Seweryn Świerk
Piotr Stolarczyk
10.04.00
POMIAR CHARAKTERYSTYKI STATYCZNEJ I=f(U) NIELINIOWEGO REZYSTORA.
Układ pomiarowy
Tabela pomiarowa
Lp |
U[V] |
I[mA] |
Lp |
U[V] |
I[mA] |
1 |
0 |
0 |
21 |
4,75 |
1,98 |
2 |
0,25 |
0 |
22 |
5 |
2,56 |
3 |
0,5 |
0,01 |
23 |
5,25 |
3,18 |
4 |
0,75 |
0,58 |
24 |
5,5 |
3,74 |
5 |
1 |
1,77 |
25 |
5,75 |
4,35 |
6 |
1,25 |
3,13 |
26 |
6 |
4,93 |
7 |
1,5 |
4,56 |
27 |
6,25 |
5,56 |
8 |
1,75 |
5,82 |
28 |
6,5 |
6,19 |
9 |
2 |
6,3 |
29 |
6,75 |
6,78 |
10 |
2,25 |
5,02 |
30 |
7 |
7,4 |
11 |
2,5 |
3,67 |
31 |
7,25 |
7,98 |
12 |
2,75 |
2,29 |
32 |
7,5 |
8,6 |
13 |
3 |
1,08 |
33 |
7,75 |
9,22 |
14 |
3,25 |
0,18 |
34 |
8 |
9,8 |
15 |
3,5 |
0,08 |
35 |
8,25 |
10,34 |
16 |
3,75 |
0,1 |
36 |
8,5 |
10,9 |
17 |
4 |
0,36 |
37 |
8,75 |
11,4 |
18 |
4,25 |
0,85 |
38 |
9 |
11,93 |
19 |
4,5 |
1,4 |
39 |
9,25 |
12,49 |
20 |
4,75 |
1,98 |
40 |
9,5 |
13,08 |
|
|
|
41 |
9,81 |
13,66 |
WYBÓR I STATECZNOŚĆ PUNKTU PRACY
Dobieram rezystor R1 tak ,aby prosta pracy mogła przecinać charakterystykę elementu nieliniowego w trzech punktach.
Tabela pomiarowa
W górę zakresu E |
|
|
|
|
W dół zakresu E |
||||
Lp |
U[V] |
I[mA] |
Lp |
U[V] |
I[mA] |
||||
1 |
0 |
0 |
1 |
6,74 |
6,75 |
||||
2 |
0,25 |
0 |
2 |
6,5 |
6,18 |
||||
3 |
0,5 |
0,02 |
3 |
6,25 |
5,57 |
||||
4 |
0,75 |
0,56 |
4 |
6 |
4,96 |
||||
5 |
1 |
1,83 |
5 |
5,75 |
4,37 |
||||
6 |
1,25 |
3,13 |
6 |
5,5 |
3,76 |
||||
7 |
1,5 |
4,51 |
7 |
5,25 |
3,16 |
||||
8 |
1,75 |
5,82 |
8 |
5 |
2,58 |
||||
9 |
1,93 |
6,4 |
9 |
4,75 |
2 |
||||
10 |
4,42 |
1,25 |
10 |
4,5 |
1,43 |
||||
11 |
4,75 |
1,98 |
11 |
4,25 |
0,88 |
||||
12 |
5 |
2,58 |
12 |
4 |
0,36 |
||||
13 |
5,25 |
3,17 |
13 |
3,75 |
0,1 |
||||
14 |
5,5 |
3,75 |
14 |
3,5 |
0,08 |
||||
15 |
5,75 |
4,33 |
15 |
1,4 |
3,95 |
||||
16 |
6 |
4,99 |
16 |
1,25 |
3,12 |
||||
17 |
6,25 |
5,57 |
17 |
1 |
1,75 |
||||
18 |
6,5 |
6,17 |
18 |
0,75 |
0,57 |
||||
19 |
6,74 |
6,75 |
19 |
0,5 |
0,01 |
||||
|
|
|
20 |
0 |
0 |
||||
Zwiększając wartość napięcia E punkt pracy przeskoczył z U=1,93V i I=6,4 mA na punkt U=4,42V oraz I=1,25.
Zmniejszając wartość napięcia E punkt pracy przeskoczył z U=3,5 i I=0,08mA na punkt U1,4V oraz I=3,95mA
POMIAR I SYMULACJA REZYSTANCJI DYNAMICZNEJ REZYSTORA NIELINIOWEGO
Za pomocą R1 dobraliśmy spoczynkowy punkt pracy który wynosił 5 mA.
Na oscyloskopie ustaliliśmy napięcie 200mV.
Po zamianie rezystora nieliniowego na regulowany rezystor liniowy ustawiliśmy na nim taką samą wartość napięcia. Jego rezystancję zmierzyliśmy omomierzem ,która wynosiła 485Ω. Tą wartość możemy porównać z wartością wyznaczoną z charakterystyki ,która wynosi
OBSERWACJA ZJAWISKA WZBUDZANIA SIĘ DRGAŃ W OBWODZIE RL Z REZYSTOREM O UJEMNEJ REZYSTANCJI DYNAMICZNEJ.
W tym punkcie należało tak dobrać wartość R1 i E aby układ wzbudzał drgania.
Wykonaliśmy to polecenie dla czterech wartości ekstremalnych .
R1,E są ustawione jako wartości minimalne przy których układ wzbudza się.
R1 minimalne E maksymalne
R1 maksymalne E minimalne
R1,E maksimum
Ad1.
Ad2.
Ad3
Ad4
POMIARY OBWODU REZONANSOWEGO Z NIELINIOWYM KONDENSATOREM
Układ pomiarowy
Dla amplitudy E
f[kHz] |
Amplituda [mV] |
9 |
115 |
15 |
120 |
19 |
140 |
25 |
185 |
30 |
280 |
35 |
1400 |
40 |
480 |
45 |
195 |
50 |
116 |
55 |
76 |
60 |
58 |
80 |
27 |
Dla amplitudyE1>E
f[kHz] |
Amplituda [mV] |
9 |
120 |
15 |
130 |
19 |
205 |
25 |
490 |
30 |
2100 |
32 |
2200 |
35 |
1900 |
40 |
1100 |
45 |
480 |
50 |
155 |
WNIOSKI
Obwody elektryczne są właściwie zawsze obwodami nieliniowymi. W pewnych obwodach nieliniowości wywołują zjawiska niepożądane, zakłócając właściwą pracę układu, w innych zaś zjawiska nieliniowe są podstawą działania obwodu. Podstawową przyczyną występowania zjawisk nieliniowych w obwodach elektrycznych są nieliniowości charakterystyk użytych elementów.
Charakterystyczną cechą rezystora nieliniowego jest zakres ujemnej rezystancji dynamicznej. Wykorzystując charakterystykę statyczną rezystora nieliniowego RN przyjęliśmy jak najmniejszą wartość rezystancji R1 w układzie pomiarowym. Tylko taka wartość rezystancji mogła zapewnić, że prosta pracy będzie przecinała charakterystykę badanego rezystora RN w jednym punkcie. Ponieważ badany rezystor jest uzależniony napięciowo i stosunek E/R przyjmuje wtedy największą wartość co powoduje, że prosta pracy jest bardzo zbliżona do prostej prostopadłej do osi OX. Badając stateczność punktu pracy zmieniliśmy wartość rezystancji co spowodowało zmianę kąta nachylenia prostej pracy do osi OX i przecina ona charakterystykę nieliniowego elementu w trzech punktach .Układ pracujący w zakresie ujemnej rezystancji dynamicznej ma niestateczny punkt pracy, gdyż wytrącony z równowagi nie powraca do stanu pierwotnego lecz drga. Łatwo jest zauważyć , że przy wzroście E przeskoki prądu i napięcia różnią się od przeskoków prądu i napięcia przy spadku E.
Symulacja rezystancji dynamicznej odbywała się poprzez ustalenie punktu pracy rez. nieliniowego i zmierzeniu napięcia na nim. Później zmieniał się rezystor na regulowany oraz liniowy .następnie należało tak wyregulować ten rezystor ,aby napięcie na nim było takie same jak w przypadku rezystora nieliniowego.
Następnym elementem nieliniowym była pojemność. Wykonaliśmy jej charakterystyki częstotliwościowe. Przy małych amplitudach układ zachowywał się jak zwykły układ rezonansowy natomiast wraz z zwiększaniem amplitudy powiększała się nieliniowość tego układu poprzez charakterystyczne zagięcie charakterystyki.
Wyszukiwarka