POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA Katedra elektroniki i systemów inteligentnych
LABORATORIUM POWSTAW ELEKTRONIKI
Ćwiczenie 2
Data wykonania ćwiczenia: 08.11.2012

Spis treści:

1. Opis ćwiczenia.

2. Schematy układów pomiarowych.

3. Tabele pomiarowe z wynikami.

4. Wyznaczenie rezystancji wyjściowej r dla zasilacza niestabilizowanego z prostownikiem jedno- i dwupołówkowym w punkcie P.

5. Przebiegi czasowe napięcia wejściowego układu prostowniczego U₁(t) i napięcia wyjściowych zasilacza U_wy(t) dla badanych układów i różnych wartości pojemności C oraz rezystancji obciążenia R₀.

6. Wnioski.

1. Opis ćwiczenia

By poprawnie wykonać ćwiczenie połączyliśmy układ, według podanego nam schematu. Musiał on zawierać zasilacz połączony z transformatorem, opornik, miliamperomierz, woltomierz, kondensator, diody oraz oscyloskop. Następnie dokonaliśmy pomiarów, które umieściliśmy w tabeli. Dzięki nim mogliśmy narysować wykresy i porównać je.

1. Schematy układów pomiarowych

Układ do pomiaru charakterystyki wyjściowej zasilacza niestabilizowanego

z prostownikiem jednopołówkowym

Układ do pomiaru charakterystyki wyjściowej zasilacza niestabilizowanego

z prostownikiem dwupołówkowym z symetrycznym uzwojeniem wtórnym

Układ do pomiaru przebiegów czasowych zasilacza niestabilizowanego

z prostownikiem jednopołówkowym

Układ do pomiaru przebiegów czasowych zasilacza niestabilizowanego
z prostownikiem dwupołówkowym z symetrycznym uzwojeniem wtórnym

1. Tabele pomiarowe z wynikami.

Tabela 1. Pomiary charakterystyki wyjściowej U_wy = f(I_wy) zasilacza niestabilizowanego z prostownikiem jednopołówkowym.

Lp	R0	Prostownik jednopołówkowy
	Ω	Iwy= [mA]
1	560 kΩ	0,02
2	220 kΩ	0,07
3	100 kΩ	0,16
4	47 kΩ	0,36
5	33 kΩ	0,51
6	22 kΩ	0,78
7	10 kΩ	1,69
8	5,6 kΩ	2,95
9	4,7 kΩ	3,47
10	2,2 kΩ	6,83
11	1 kΩ	12,95
12	470 Ω	21,7
13	330 Ω	26,91
14	220 Ω	34,13
15	100 Ω	37,06

Tabela 2. Pomiary charakterystyki wyjściowej U_wy = f(I_wy) zasilacza niestabilizowanego z prostownikiem dwupołówkowym (dwie diody).

Lp	R0	Prostownik dwupołówkowy
	Ω	Iwy= [mA]
1	560 kΩ	0,03
2	220 kΩ	0,07
3	100 kΩ	0,16
4	47 kΩ	0,37
5	33 kΩ	0,52
6	22 kΩ	0,79
7	10 kΩ	1,74
8	5,6 kΩ	3,10
9	4,7 kΩ	3,66
10	2,2 kΩ	7,55
11	1 kΩ	15,68
12	470 Ω	30,24
13	330 Ω	41,1
14	220 Ω	57,3
15	100 Ω	112,8

1. Wyznaczenie rezystancji wyjściowej r dla zasilacza niestabilizowanego z prostownikiem jedno- i dwupołówkowym w punkcie P.

Rezystancja wyjściowa dla zasilacza niestabilizowanego z prostownikiem jednopołówkowym w punkcie P.

P(I_wy0,U_wy0)

P₁: I_wy1 = 1,69mA = 0,00169A U_wy1 = 16,92V

P: I_wy0 = 2,95mA = 0,00295A U _wy0 = 16,46V

P₂: I_wy2 = 3,47mA = 0,00347A U_wy2 = 16,27V

Rezystancja wyjściowa:

$$r = \ \frac{{|U}_{wy2} - U_{wy1}|}{{|I}_{wy2} - I_{wy1}|}$$

$$r = \ \frac{|16,92V - 16,27V|}{|0,00347A - 0,00169A|} = \ \frac{0,65V}{0,00178A} \approx 365,16\Omega$$

Rezystancja wyjściowa dla zasilacza niestabilizowanego z prostownikiem dwupołówkowym w punkcie P.

P(I_wy0,U_wy0)

P₁: I_wy1 = 1,74mA = 0,00174A U_wy1 = 17,42V

P: I_wy0 = 3,10mA = 0,00310A U _wy0 = 17,24V

P₂: I_wy2 = 3,66mA = 0,00366A U_wy2 = 17,16V

Rezystancja wyjściowa:

$$r = \ \frac{{|U}_{wy2} - U_{wy1}|}{{|I}_{wy2} - I_{wy1}|}$$

$$r = \ \frac{|17,16V - 17,42V|}{|0,00366A - 0,00174A|} = \ \frac{0,26V}{0,00192A} \approx 135,41\Omega$$

1. Przebiegi czasowe napięcia wejściowego układu prostowniczego U₁(t) i napięcia wyjściowych zasilacza U_wy(t) dla badanych układów i różnych wartości pojemności C oraz rezystancji obciążenia R₀.

Przebiegi czasowe dla zasilacza niestabilizowanego z prostownikiem jednopołówkowym

1. R = 1kΩ C - ΔU = 5V

1. R = 1kΩ C = 2,2μF ΔU = 5V

1. R = 1kΩ C = 25μF ΔU = 13V

1. R = 100kΩ C = 25μF ΔU = 5V

1. R - C = 25μF ΔU = 20V

Przebiegów czasowe dla zasilacza niestabilizowanego z prostownikiem dwupołówkowym z symetrycznym uzwojeniem wtórnym

1. R = 1kΩ C - ΔU = 10V

1. R = 1kΩ C = 2,2μF ΔU = 10V

1. R = 1kΩ C = 25μF ΔU = 18V

1. R = 100kΩ C = 25μF ΔU = 15V

1. R - C = 25μF ΔU = 20V

7. Wnioski:

W przeprowadzonym przez nas doświadczeniu zbadaliśmy charakterystyki poszczególnych zasilaczy niestabilizowanego napięcia stałego. Podstawą naszych badań było użycie obwodu elektrycznego. W pierwszej części ćwiczenia użyliśmy układu, w którym badaliśmy charakterystykę wyjściową zasilacza niestabilizowanego napięcia stałego. Dwa przyrządy pomiarowe (woltomierz i amperomierz) wchodzące w skład obwodu, pozwoliły nam odczytać zmianę napięcia. W drugiej części ćwiczenia dokonaliśmy pomiarów przebiegów czasowych zasilacza niestabilizowanego. Podpięty do tego układu oscyloskop pozwolił nam na odczytanie oraz zapisanie pomiarów:

a) charakterystyka wyjściowa pokazuje że:

- wraz ze wzrostem natężenia, napięcie spada,

- wykresy różnią się od siebie kształtem:

• wykres dla zasilacza niestabilizowanego z prostownikiem jednopołówkowym jest bardzo spadzisty – wartości napięcia szybciej spadają,

• wykres dla zasilacza niestabilizowanego z prostownikiem dwupołówkowym (2 diody) również ma kształt łukowy, ale jest mniej spadzisty.

b) przebiegi czasowe:

- wykresy są funkacjami okresowymi, różniącymi się w zależności od użytych oporników i kondensatorów.

c) rezystancja wyjściowa dla zasilacza niestabilizowanego z prostownikiem jednopołówkowym ma większą wartość od rezystancji wyjściowej dla zasilacza niestabilizowanego z prostownikiem dwupołówkowym dla tych samych wartości

rezystancji R₀.