POLITECHNIKA WROCŁAWSKA |
LABOLATORIUM Z ELEKTRONIKI |
Nr ćwiczenia: 2 |
Marcin Stasik Piotr Gębala |
Temat: STABILIZATORY
|
Data ćwiczenia:
|
Prowadzący:
dr . inż . HENRYK JUNIEWICZ
|
Miejsce ćwiczenia:
BUDYNEK E-2 sala 46 |
Ocena:
|
Uwagi:
CEL ĆWICZENIA:
Zapoznanie z podstawowymi własnościami i budową elektronicznych stabilizatorów
napięcia i prądu stałego
Obliczenie parametrów stabilizatora;
współczynnika stabilizacji
rezystancji wyjściowej stabilizatora
PROJEKT:
Dobrać rezystor szeregowy Rs mając daną Diodę Zenera o następujących parametrach:
Uz = 5,6
Pmax = 2 W
Io = 0-100 mA
Uw = 14 -20 V
Iz max = 0,357 mA
Iz min = 0,1 Iz max = 0,036 mA
Rs Rs
Rs
Rs
Rs
40Ω Rs57 Ω
40 Ω Rs 57 Ω
Obliczenie rezystancji obciążenia Ro
Obliczenie prądów wejściowych : Iw max , Iw min
Iw max =Io + Iz max = (10 + 45 ) 10= 55 mA
Iw min = Io + 0,1 Iz max =(10 + 4,5)10= 14,5 mA
Dobieramy rezystor szeregowy Rs
150 Ω /0,25 W , I max = 40 mA , U max = 6 V
Moc opornika Rs
PRs = ( Io + Iz max )Rs = 0,454 W
SCHEMAT STANOWISKA:
STOSOWANE WZORY:
Współczynnik stabilizacji napięcia
Rezystancja wyjściowa stabilizatora
gdzie:
ΔUo - zmiana napięcia obciążenia
ΔUw - zmiana napięcia wejściowego
ΔIo - zmiana natężenia prądu obciążenia
5. POMIARY I OBLICZENIA:
Można wyróżnić dwa przypadki pracy stabilizatora:
rezystancja obciążenia jest Ro jest stała , zmienia się tylko napięcie wejściowe Uw
rezystancja obciążenia jest Ro jest zmienna równocześnie zmienia się napięcie wejściowe Uw
Przypadek a)
pomiar 1 błędy mierników (błędy bezwzględne)
Uw = 8,01 V ΔUw = (±0,1%wart.zmierz.+1znak) =± 0,02V
Uo = 4,63 V ΔUo = ± 0,01V
Io = 9,6 mA ΔIo = ± 0,5
pomiar 2
Uw = 10,01 V ΔUw = ± 0,02V
Uo = 4,84 V ΔUo = ± 0,01V
Io = 10, 0 mA ΔIo = ± 0,5
pomiar 3
Uw = 12,01 V ΔUw = ± 0,02V
Uo = 4,98 V ΔUo = ± 0,01V
Io = 10,2 mA ΔIo = ± 0,5
Obliczenia
między 1-2
[V/V]
między 2-3
[V/V]
między 1-3
[V/V]
Przypadek b) gdzie Uw = 12,1 V
pomiar 1
Uo = 5,02 V
Io = 5,0 mA
Ro = 1000 Ω
pomiar 2
Uo = 4,98 V
Io = 10 mA
Ro = 490 Ω
pomiar 3
Uo = 4,9 V
Io = 15 mA
Ro = 320 Ω
Niestety nie możne obliczyć współczynnika stabilizacji na podstawie tych pomiarów, gdyż nie mamy danej zmiany napięcia wejściowego , tylko wartość stałą wynoszącą Uw = 12,01 V , a potrzebujemy różnicy między największą, a najmniejszą wartością napięcia wejściowego.
BŁĘDY
przy obliczaniu współczynnika stabilizacji napięcia
między 1-2
gdzie:
Uw - zmiana napięcia wejściowego = 2 V
Uo - zmiana napięcia obciążenia = 0,21 V
ΔUw - błąd wskazania woltomierza cyfrowego dla napięcia wejściowego = 0,02V
ΔUo - błąd wskazania woltomierza cyfrowego dla napięcia obciążenia = 0,01V
Su = (0,105 ± 0,006) [V/V]
między 2-3
δSu = 0,006
gdzie:
Uw - zmiana napięcia wejściowego = 2 V
Uo - zmiana napięcia obciążenia = 0,14 V
ΔUw - błąd wskazania woltomierza cyfrowego dla napięcia wejściowego = 0,02V
ΔUo - błąd wskazania woltomierza cyfrowego dla napięcia obciążenia = 0,01V
Su = (0,070 ± 0,006) [V/V]
między 3-1
δSu = 0,003
gdzie:
Uw - zmiana napięcia wejściowego = 2 V
Uo - zmiana napięcia obciążenia = 0,35 V
ΔUw - błąd wskazania woltomierza cyfrowego dla napięcia wejściowego = 0,02V
ΔUo - błąd wskazania woltomierza cyfrowego dla napięcia obciążenia = 0,01V
Su = (0,088 ± 0,003) [V/V]
SPIS PRZYRZĄDÓW:
zasilacz PC Power Supply P316 (019-I21-N-3647/IVh)
opornik dekadowy DR4b-16 (019-I21-N-1601/IVh)
miliamperomierz analogowy (019-I21-N-433/IVh) zakr.7.5 mA il.dz.75
woltomierz cyfrowy (Digital multimeter VC-10T) zakr.20 V
8. WNIOSKI:
Ćwiczenie to umożliwiło nam zapoznanie się z budową i zasadą działania stabilizatora.
Jak wiadomo współczynnik stabilizacji napięcia musi być dużo mniejszy od jedności tzn: Su << 1.
W naszym przypadku badania przeprowadziliśmy na stosunkowo prostym
urządzeniu. Wartości otrzymanych przez nas współczynników stabilizacji napięcia , moim zdaniem są dobre. Od razu można zaobserwować ,
że zmiany napięć wyjściowych ( na obciążeniu ) są niewielkie w stosunku do zmian napięć wejściowych.
Niestety nie można nic powiedzieć o drugim przypadku pracy
stabilizatora ,( w którym rezystancja obciążenia jest zmienna i jednocześnie zmienia się napięcie wejściowe ) gdyż jak już wyżej wspomniano
nie mierzyliśmy kluczowej wartości jaką jest zmiana napięcia wejściowego
stabilizatora
Współczynnik stabilizacji prądu
błędy przy obliczaniu rezystancji wyjściowej stabilizatora
między1-2
gdzie :
Uo - zmiana napięcia obciążenia = 0,21 V
ΔUo - błąd wskazania woltomierza cyfrowego dla napięcia obciążenia = 0,01V
Io - zmiana natężenia prądu obciążenia = 0,4 mA
ΔIo - błąd wskazania amperomierza analogowego = 0,5 mA
ro = ( 525,0 ± 115,6 ) Ω
między 2-3
δro = 175 Ω
gdzie :
Uo - zmiana napięcia obciążenia = 0,14 V
ΔUo - błąd wskazania woltomierza cyfrowego dla napięcia obciążenia = 0,01V
Io - zmiana natężenia prądu obciążenia = 0,2 mA
ΔIo - błąd wskazania amperomierza analogowego = 0,5 mA
ro = (700 ± 175) Ω
między 3-1
δro = 89 Ω
gdzie :
Uo - zmiana napięcia obciążenia = 0,35V
ΔUo - błąd wskazania woltomierza cyfrowego dla napięcia obciążenia = 0,01V
Io - zmiana natężenia prądu obciążenia = 0,6 mA
ΔIo - błąd wskazania amperomierza analogowego = 0,5 mA
ro = (583,3 ± 92,3)
13
13
Ro
Rs