4.2 Charakterystyka statyczna tranzystora

Kolektor

Napięcie kolektora U

ce

[V]

1

6

12

18

Baza

Prąd kolektora I

ce

[mA]

Prąd bazy

I

be

[μA]

20

1,1

1,1

1,9

2,1

40

3,9

4,1

4,5

4,9

60

5,1

6,6

7,2

7,7

80

8,5

9,2

10,1

11,3

100

11,2

12,1

13,6

15

120

14,2

>15

>15

>15

140

>15

>15

>15

>15

Współczynnik wzmocnienia β

= (11,3−7,7) / (0,08−0,06) = 3,6 / 0,02 = 180

Wnioski – przy napięciu panującym między kolektorem a emiterem tranzystora możemy uzyskać
na wyjściu prąd o znacznie większym natężeniu, niż wpływający do bazy tranzystora. W efekcie
obserwujemy znaczące wzmocnienie prądu płynącego przez tranzystor.

4.3 Tranzystorowy wzmacniacz przekaźnikowy

Prąd zadziałania

20

40

60

80

100

120

140

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Charakterystyka Statyczna Tranzystora

1 V Uce
6 V Uce
12 V Uce
18 V Uce

Ibe [μA]

Ic

e

[m

A

]

I

zd

= 13 mA

Prąd zwalniania
I

zw

= 6,8 mA

Prąd histerezy działania przekaźnika
I

h

= I

zd

– I

zw

= 13 mA – 6.8 mA = 6,2 mA

4.3.1 Fotoelektryczny przetwornik przesunięcia

Przy wartości I

be

około 90 μA lampka zapaliła się. Pod wpływem zasłonięcia fotorezystora gasła.

Wnioski – urządzenie przewodzi prąd tylko w przypadku skierowania na nie wiązki światła. Po
zasłonięciu fotorezystora układ nie przewodził prądu.

4.3.2 Konduktometryczny przetwornik poziomu cieczy

Po zanurzeniu elektrod w wodzie wodociągowej lampka zapaliła się, natomiast po wyjęciu elektrod
zgasła.
Wnioski – woda wodociągowa, w odróżnieniu od wody destylowanej, przewodzi prąd elektryczny,
dzięki występującej w niej zanieczyszczeniom (jonom).

4.4.1 Rezystor w obwodzie prądu stałego

Napięcie zasilacza [V]

Prąd w rezystorze [mA]

Opór rezystora [Ω]

0

0

-

2

2

1000

4

4

1000

6

6,1

983,6

8

8,3

963,9

10

10,4

961,5

12

11,6

1034,5

14

13,6

1029,4

16

>15

-

Średnia arytmetyczna R

śr

[Ω]

996,13

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Charakterystyka Napięciowo-Prądowych Rezystora

Napęcie zasilacza [V]

P

rą

d

w

r

e

zy

st

o

rz

e

[

m

A

]

Wnioski – prąd płynący przez rezystor zmienia się proporcjonalnie do przyłożonego napięcia, zaś
współczynnikiem proporcjonalności jest opór rezystora.

4.4.2 Działanie stabilistora

U

r

[V]

I

r

[mA]

R [ ]

0

0

-

2

0

-

4

0

-

6

0

-

8

0

-

10

0

-

12

3,6 [stabilizacja]

333,3

U

s

[V]

12

Wnioski – po przyłożeniu do stabilistora pewnego napięcia progowego urządzenie zaczyna
przewodzić prąd. Jednocześnie przy rosnącym prądzie stabilistor nie powoduje większego spadku
napięcia, lecz utrzymuje je na tym podobnym, stabilnym poziomie. Urządzenie pozwala na
elektroniczną stabilizację napięcia.

U

r

[V]

I

r

[mA]

11,4

0

11,7

2

11,7

4

12

6

12

8

12

10

0

2

4

6

8

10

12

14

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

Charakterystyka Napięciowo-Prądowa Stabilistora

Ur [V]

Ir

[mA

]

0

2

4

6

8

10

12

10

10,5

11

11,5

12

12,5

Zakres Stabilizacji

Ir [mA]

U

r

[V

]

4.4.3 Tranzystor jako stabilizator prądu

I

be

= 30 μA

I

be

= 50 μA

U

ce

[V]

I

ce

[mA]

R [Ω]

I

ce

[mA]

R [Ω]

0

0

-

0,6

-

2

2

1000

5,4

370,4

4

2

2000

5,4

740,7

6

2

3000

5,5

1090,9

8

2,1

3809,5

5,5

1454,5

10

2,1

4761,9

5,6

1785,7

12

2,2

5454,5

5,7

2105,3

14

2,2

6363,6

5,8

2413,8

16

2,3

6956,5

6

2666,7

18

2,4

7500

6,1

2950,8

Wnioski – analizowany tranzystor, przy określonym prądzie wpływającym do bazy, dawał na
wyjściu podobną, zbliżoną ilość prądu na wyjściu, pomimo systematycznego zwiększania napięcia
przykładanego między kolektorem a emiterem tranzystora. Urządzenie pozwala na elektroniczną
stabilizację prądu.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Charakterystytki Napięciowo-Prądowe

Ir [mA]
Irs [mA]
Ice [mA]
Ice [mA]

U [V]

I [

m

A

]

4.5 Właściwości dynamiczne inercyjnego czwórnika RC

U

x

= 0 V

τ [s]

U

y

[V]

U

y

[V]

0

3,5

2,5

10

2,83

2,06

20

2,31

2,06

30

1,89

1,68

40

1,52

1,37

50

1,23

1,08

60

0,99

0,85

70

0,79

0,67

80

0,65

0,54

90

0,52

0,46

100

0,42

0,36

110

0,33

0,31

120

0,26

0,24

130

0,22

0,2

140

0,18

0,16

150

0,14

0,13

160

0,12

0,1

170

0,08

0,08

180

0,07

0,07

190

0,06

0,05

200

0,05

0,04

210

0,03

0,03

220

0,03

0,02

230

0,02

0,01

240

0,01

0,01

250

0,01

0,01

260

0,01

0,01

270

0

0

T

t

[s] = R [

Ω

]

⋅

C [F]

zakładając, że R = 11 M

Ω

i C = 4,7 μF.

T

t

= 11000000 * 0,0000047 = 51,7 [s]

f

gr

= 1 / (2 * 3,14 * 51,7) = 1 / 324,676 = 0,0031 [Hz]

Tabelka zbiorcza

Stała T

3,5 [V]

[s]

2,5 [V]

[s]

Metoda graficzna

1,26

48,5

0,98

53,1

Z wartości char. skokowej

1,288

47,9

0,92

56,7

Wnioski – po odłączeniu zasilania, kondensator czwórnika RC zaczął się stopniowo rozładowywać.
Bez względu na napięcie początkowe urządzenia, czas po jakim nastąpiło całkowite rozładowanie
się kondensatora był podobny.

0

50

100

150

200

250

300

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

2,6

2,8

3

3,2

3,4

3,6

3,8

Charakterystyka Skokowa Czwórnika RC [Ux = 0 V]

τ [s]

U

y

[V

]

4.6 Właściwości statyczne i dynamiczne elektronicznego
regulatora impulsowego

tyc = 22° C
ty = 22,7° C

Regulacja e

A

+1

τ

a

= 1

τ

b

= 9

10%

+2

τ

a

= 3

τ

b

= 7

30%

+3

τ

a

= 6

τ

b

= 4

60%

+4

τ

a

= 8

τ

b

= 1

89%

+5

τ

a

= 9

τ

b

= 1

90%

A = (τ

a

/ (τ

a

+ τ

b

)) * 100% = (1 / (1+9)) * 100% = 1/10 * 100% = 10%

Zakres proporcjonalności regulatora X

p

= 30° C (od 10° C do 40° C), co stanowi 60% zakresu

regulacji regulatora.
K

p

= 100 / X

p

= 100 / 30 = 3,33

Wnioski – regulator pracował z proporcjonalną regulacją przez większość mierzonego zakresu,
notując na tym odcinku średni wzrost 26,7% na stopień regulacji.

1

2

3

4

5

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Charakterystyka Statyczna Regulatora

Regulacja e

W

s

p

ó

łc

zy

n

n

ik

w

yp

e

łn

ie

n

ia

im

p

u

ls

ó

w

A