Politechnika Poznańska Wydział Elektryczny	Laboratorium Metrologii Elektrycznej i Elektronicznej	Rok akademicki 2008/2009
Kierunek: Elektrotechnika Rok studiów: II Semestr: IV	Temat: Badanie stabilizowanego źródła napięcia
Wykonujący ćwiczenie: 1	Data wykonania ćwiczenia: 16.03.2009r.	Zaliczenie:

Wstęp teoretyczny:

Stabilizowanym źródłem napięcia nazywa się układ , który zachowuje z określoną dokładnością stałą wartość napięcia wyjściowego U_wy przy zmianach napięcia wejściowego U_we i prądu obciążenia I_o w dopuszczalnych granicach. Przykładem stabilizowanego źródła napięcia jest układ

Elementem stabilizacyjnym w układzie jest dioda Zenera. Dioda ta jest złączem krzemowym półprzewodnikowym typu p-n o charakterystyce

Ważnymi parametrami diod Zenera są :współczynnik stabilizacji s, rezystancja dynamiczna Rd iwspółczynnik temperaturowy napięcia stabilizacji α_T.

Współczynnik stabilizacji wyraża stosunek względnych zmian prądu płynącego przez diodę do wywoływanych przez diodę do wywoływanych przez nie względnych zmian spadku napięcia na diodzie

-Rezystancja dynamiczna :

R_d=ΔU_z/ΔI_z

Przy założeniu że T=const jest to rezystancja dla prądu zmiennego diody wysterowanej prądem stałym o wartości I_z .Rezystancja ta zależy od wartości napięcia Zenera i od prądu stabilizacji (od punktu pracy).Wynosi ona od kilku do kilkudziesięciu omów.

-Współczynnik temperaturowy napięcia :

α_T=(1/U_z)*( ΔU_z/ΔT) przy I_z=const ,zależy on od napięcia Zenera .Ma on wartość ujemna dla diod o U_z<5V , a dodatnią dla diod U_z>7V .

1.Obiekt badania i zakres ćwiczenia.

Obiektem badanym jest prosty układ stabilizowanego źródła napięcia złożony z diody i opornika szeregowego. W ćwiczeniu wyznaczamy:

- współczynnik stabilizacji S.

- rezystancję wewnętrzną badanego źródła Rw na podstawie charakterystyk:

-ΔU_wy­ = f (U_we) dla I_o = const.

-ΔU_wy = f (I_o) dla U_we= const.

2.Tabele:

Do obliczeń korzystamy z następujących wzorów:

1. Wyznaczenie współczynnika stabilizacji S.

Lp	Uwe	Uwe	Uwy	Uwy	S	S	Uwagi
-	[V]	[%]	[mV]	[mV]	-	[%]	I0 =0mA Up=5,35
1	6	1,250	-400	-0,562	-0,400	-0,43
2	7	1,071	-240	-0,937	-0,240	-0,80
3	8	0,937	-150	-1,5	-0,150	-1,35
4	9	0,833	-95	-2,368	-0,095	-2,23
5	10	0,750	-55	-4,090	-0,055	-3,96
6	11	0,682	-20	-11,25	0,020	-11,1
7	12	0,625	0	-	0,000	-
8	13	0,577	25	9	0,025	9,15

Lp	Uwe	Uwe	Uwy	Uwy	S	S	Uwagi
-	[V]	[%]	[mV]	[mV]	-	[%]	I0=7mA Up=5,2
1	8	0,468	-430	-0,523	-0,430	-0,37
2	9	0,416	-210	-1,071	-0,210	-0,92
3	10	0,375	-85	-2,647	-0,085	-2,49
4	11	0,341	0	-	0,000	-
5	12	0,312	50	4,5	0,050	4,65
6	13	0,288	100	2,25	0,100	2,4

2, Wyznaczenie rezystancji wewnętrznej źródła

Lp	Uwe	Uwe	Uwy	Uwy	Rw	Rw	Uwagi
-	[V]	[%]	[mV]	[mV]		[%]	Uwe=11V
1	5,35	0,7	-26	-8,653	13	8,592
2	5,35	0,7	-65	-3,461	32,5	3,436
3	5,30	0,707	-105	-2,142	52,5	2,12
4	5,25	0,714	-155	-1,451	77,5	1,440
5	5,2	0,721	-215	-1,046	107,5	1,038
6	5,10	0,735	-298	-0,755	149	0,749
7	5	0,75	-420	-0,535	210	0,530
8	4,85	0,773	-550	-0,409	275	0,405
9	4,65	0,806	-725	-0,310	362,5	0,307

Lp	Uwe	Uwe	Uwy	Uwy	Rw	Rw	Uwagi
-	[V]	[%]	[mV]	[mV]		[%]	Uwe=13V
1	5,4	0,694	25	9	12,5	8,93
2	5,35	0,7	2	112,5	1	111,71
3	5,35	0,7	-40	-5,625	20	5,585
4	5,35	0,7	-75	-3	37,5	2,979
5	5,3	0,707	-110	-2,045	55	2,030
6	5,25	0,714	-160	-1,406	80	1,395
7	5,2	0,721	-210	-1,071	105	1,063
8	5,1	0,735	-275	-0,818	137,5	0,811
9	5,05	0,742	-350	-0,642	175	0,637
10	4,95	0,757	-455	-0,494	227,5	0,490
11	4,8	0,781	-600	-0,375	300	0,372

Wykresy:

- U_wy=f(U_we)

-U_wy=f(I₀)

Wnioski:

Celem ćwiczenia było wyznaczenie współczynnika stabilizacji oraz rezystancji wewnętrznej badanego źródła na podstawie charakterystyk. Elementem stabilizującym w naszym układzie była dioda Zenera.

Z pomiarów możemy zauważyć, że wraz ze wzrostem napięcia zasilającego zwiększa się współczynnik stabilizacji S. Bardzo małe błędy pomiaru napięcia wyjścia U_wy wynikają z zastosowania dobrego miernika o bardzo małym błędzie.