LABORATORIUM UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH	Dzień tygodnia: poniedziałek Godz. 8.15
Nr grupy : II Nazwisko, imię: Marek Tomaszewski Michał Rotko	Nr ćwiczenia : 14 Temat: Zasilacze niestabilizowane.
--> [Author:(null)] Data wykonania : 15.12.1997	Ocena:

I. Przyrządy użyte w ćwiczeniu:

- oscyloskop PT-525A

- multimetr V640

- autotransformator

- badany układ

II. Pomiar rezystancji R_w transformatora.

Zmierzyliśmy napięcie na zaciskach połowy uzwojenia wtórnego transformatora bez obciążenia (U_T0), a następnie podłączyliśmy do tych zacisków obciążenie R₀=10Ω i zmierzyliśmy napięcie (U_TR).

Rezystancję R_w transformatora wyznaczyliśmy z zależności

R_w=[(U_T0/U_TR)-1]*R₀

Dla U_T0=11V i U_TR=9.5V, Rw=1.6Ω

Pomiar parametrów prostownika dwupołówkowego.

Przebiegi czasowe napięcia tętnień przedstawiają oscylogramy 1 (bez obciążenia na zaciskach wyjściowych) i 2 (z obciążeniem R₀=10Ω).

Impuls prądu diód prostowniczych I_D z obciążeniem na wyjściu R₀=10Ω przedstawia rysunek nr 3.

a) prostownik obciążony R₀=6.1Ω

I₀=U₀/R₀, K_t=(U_t/U₀)*100%, P₀=I₀*U₀, ω=2*π*f , f=50Hz

Poniższa tabela przedstawia wyniki pomiarów dla R₀=6.1Ω.

C [nF]	U0 [V]	Ut [V]	ID [A]	θ [deg]	P0 [W]	I0 [A]	Kt[%]	ωCR0*10^-3	U0/U2m[%]
0	7	10	2	180	8,04	1,14	142,8	0	63
100	7,1	10	2,25	162	8,26	1,16	140,8	0.19	64
500	7,8	7	3,25	126	9,98	1,28	89,7	0,96	71
1000	8,2	5	3,6	108	11.02	1,34	60,9	1,92	74.5
1500	8,4	3,7	3,6	108	11,57	1,38	44	2,87	76
2200	8,4	2,4	3,5	108	11,57	1,38	28,6	4,22	76
4500	8,4	1,2	3,5	108	11,57	1,38	14,3	8,62	76
9700	8,4	0,56	3,5	108	11,57	1,38	6,7	18,6	76

Wypadkowa sprawność prostownika dwupołówkowego dla R₀=6.1Ω wynosi

η=P₀/P₁ (P₁=20.9[W])

η=55.4[%]

b) prostownik obciążony R₀=10Ω

Poniższa tabela przedstawia wyniki pomiarów dla R₀=10Ω.

C [nF]	U0 [V]	Ut [V]	ID [A]	θ [deg]	P0 [W]	I0 [A]	Kt[%]	ωCR0*10^-3	U0/U2m[%]
0	7.7	12.5	1.3	180	5.93	0.77	162.3	0	70
100	8	10	1.6	151	6.4	0.8	125	0.314	73
500	9.1	7	2.75	108	8.3	0.91	76.9	1.57	83
1000	9.6	4.2	2.8	100	9.22	0.96	43.8	3.14	87
1500	9.75	3	2.8	100	9.5	0.975	30.8	4.71	88
2200	9.8	2	2.8	100	9.6	0.98	20.4	6.91	89
4500	9.8	1	2.8	100	9.6	0.98	10.2	14.1	89
9700	9.8	0.5	2.8	100	9.6	0.98	5.1	30.47	89

Wypadkowa sprawność prostownika dwupołówkowego dla R₀=10Ω wynosi

η=60[%] (P₁=16[W])

IV. Pomiar parametrów prostownika jednopołówkowego.

a) prostownik obciążony R₀=6.1Ω

Poniższa tabela przedstawia wyniki pomiarów dla R₀=6.1Ω.

C [nF]	U0 [V]	Ut [V]	ID [A]	θ [deg]	P0 [W]	I0 [A]	Kt[%]	ωCR0*10^-3	U0/U2m[%]
0	3.6	12	2	180	2.12	0.59	333.3	0	32.7
100	3.7	12	2.2	171	2.26	0.61	324.3	0.19	33.6
500	4.6	11	3.2	144	3.45	0.75	239.1	0,96	41.8
1000	5.4	9	4	139.5	4.81	0.89	166.7	1,92	49.1
1500	5.8	7	4.5	135	5.51	0.95	120.7	2,87	52.7
2200	6.2	5	4.75	135	6.32	1.02	80.6	4,22	56.4
4500	6.3	2.6	4.75	135	6.49	1.03	41.3	8,62	57.3
9700	6.3	1.2	4.75	135	6.49	1.03	19	18,6	57.3

Wypadkowa sprawność prostownika jednopołówkowego dla R₀=6.1Ω wynosi

η=P₀/P₁ (P₁=27[W])

η=24[%]

b) prostownik obciążony R₀=10Ω

Poniższa tabela przedstawia wyniki pomiarów dla R₀=10Ω.

C [nF]	U0 [V]	Ut [V]	ID [A]	θ [deg]	P0 [W]	I0 [A]	Kt[%]	ωCR0*10^-3	U0/U2m[%]
0	3.9	13	1.2	180	1.52	0.39	333.3	0	35.5
100	4.15	13	1.6	153	1.72	0.415	313.3	0.314	37.7
500	5.8	11	2.8	126	3.36	0.58	189.7	1.57	52.7
1000	7	8	3.6	126	4.9	0.7	114.3	3.14	63.6
1500	7.5	6	3.8	126	5.63	0.75	80	4.71	68.2
2200	7.7	4	3.8	126	5.93	0.77	51.9	6.91	70
4500	7.85	2	3.8	117	6.16	0.785	25.5	14.1	71.4
9700	7.85	1	3.8	117	6.16	0.785	12.7	30.47	71.4

Wypadkowa sprawność prostownika jednopołówkowego dla R₀=10Ω wynosi

η=29.8[%] (P₁=20.7[W])

V. Pomiar parametrów prostownika mostkowego.

Dokonaliśmy pomiarów napięcia wyjściowego Uo w dwóch warunkach pracy, bez obciążenia oraz z obciążeniem 10 Ω i pojemnością Co równą 4500 μF.

Wyznaczyliśmy następujące wartości parametrów :

- Po = 8.84 [W];

- Uo = 11.95 [V] - wartość średnia :

VI. Wnioski i spostrzeżenia.

W punkcie trzecim ćwiczenia badaliśmy zachowanie się prostownika dwupołówkowego, przy dwóch wartościach rezystancji obciążenia: Ro = 6.1 Ω i Ro = 10 Ω. Porównując otrzymane wyniki stwierdzamy, że prostownik przy większej wartości obciążenia charakteryzuje się nieznacznie lepszą sprawnością η (dla obciążenia 6.1Ω równa 55.4%, dla 10Ω równa 60%) oraz większą wartością wspolczynnika U₀/U_2m. Zauważmy, że przebiegi charakterystyk przedstawiających zależność współczynnika tętnień Kt od iloczynu ωCR₀ niewiele się różnią dla obciążeń 6.1 i 10Ω. Jest to zgodne z literaturą ( J. Baranowski " Układy analogowe nieliniowe i impulsowe " ), gdzie większe różnice w przebiegu takich charakterystyk możemy zaobserwować dopiero przy znacznej różnicy parametru Ro.

Następnym punktem ćwiczenia było zbadanie właściwości prostownika jednopołówkowego. Prostownik jednopołówkowy wykazywał gorsze właściwości w stosunku do prostownika dwupołówkowego (zdecydowanie mniejsze η oraz współczynnik U₀/U_2m). Zależności parametrów od obciążenia są podobne jak dla prostownika dwupołówkowego. Uzyskane z pomiarów duże wartości współczynnika K_t (nawet kilkaset procent) mogą wynikać z faktu, że wartość obciążenia była stosunkowo mała. Dla większych obciążeń otrzymalibyśmy znacznie lepsze parametry badanego prostownika.

Jeżeli założymy, że sprawność samego transformatora jest rzędu 75% ( gdy obciążenie podłączamy bezpośrednio do zacisków wyjściowych), to widać że układ prostownika obniża tą sprawność do poziomu 55÷60%. Główną tego przyczyną jest stosunkowa duża wartość rezystancji elementu prostowniczego ( Rd=0.7Ω ), w porównaniu do Ro. Dlatego prądy płynące w obwodzie wyjściowym powodują wydzielanie się dużych mocy na diodach prostowniczym.

Badając układ prostownika mostkowego uzyskaliśmy wyniki, które w porównaniu do prostownika dwupołówkowego z pojemnością Co=4500μF i obciążeniem R0=10Ω dają gorsze parametry dla prostownika mostkowego (mniejsza moc wydzielana w obciążeniu, co daje mniejszą sprawność).

---