P O L I T E C H N I K A L U B E L S K A

w Lublinie

SPRAWOZDANIE

LABORATORIUM Z ELEKTRONIKI	Ćwiczenie nr 4
TEMAT: STABILIZACJA NAPIĘCIA	Data: 2007-10-25
NAJDA MICHAŁ, PASTERNAK MICHAŁ, Grupa: 5.3 RACHWAŁ MAREK	Ocena:

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z układami, oraz zasadą działania stabilizatora napięcia złożonego z diody Zenera oraz stabilizatora tranzystorowego prądu stałego.

1. Wyznaczanie charakterystyki statycznej (napięciowo- prądowej) diody Zenera:

U1 [V]	U2 [V]	I [mA]
2,2	2,15	0
4	4,12	0
5	5,05	0
6	5,9	3
6,5	6,2	8
7	6,33	15
7,5	6,4	26
8	6,45	37
8,5	6,48	47
9	6,5	58
9,5	6,53	70
10	6,56	82
10,5	6,58	92
10,7	6,59	100



2. Wyznaczenie charakterystyki stabilizacji:

R2 =262						R2 =150						R2 =89
U1 [V]	U2 [V]	I1 [mA]	I2 [mA]	I3 [mA]	U1 [V]		U2 [V]	I1 [mA]	I2 [mA]	I3 [mA]	U1 [V]		U2 [V]	I1 [mA]	I2 [mA]	I3 [mA]
4	3,46	15	0	12	5		3,81	31	0	25	5		3,32	43	0	36
5	4,27	20	0	17	6		4,53	38	0	30	6		4	51	0	45
6	5	25	0	20	6,5		4,96	41	0	34	7		4,7	61	0	50
7	5,87	30	2	24	7		5,3	44	0	35	8		5,32	70	0	59
7,5	6,15	35	6	23	7,5		5,67	50	1	38	8,5		5,68	76	2	62
8	6,32	46	14	25	8		5,96	54	3	40	9		5,95	81	3	65
8,5	6,39	57	22	25	8,5		6,21	60	8	43	9,5		6,15	88	7	69
9	6,44	69	34	25	9		6,34	70	16	44	10		6,3	98	13	70
9,5	6,48	80	43	25	9,5		6,41	84	26	45	10,5		6,39	110	22	70
10	6,51	92	53	25	10		6,45	94	36	45	11		6,45	125	33	72
10,5	6,54	106	64	25	10,5		6,48	108	45	45	11,5		6,48	135	41	72
11	6,56	120	75	26	11		6,51	120	56	45	12		6,51	150	52	72
11,5	6,6	132	86	26	11,5		6,54	135	68	45	12,5		6,53	160	63	73
12	6,63	150	100	26	12		6,56	145	76	46	13		6,55	175	75	73
					12,5		6,58	158	87	46	13,5		6,58	186	85	73
					13		6,61	173	100	46	14		6,61	195	95	73
											14,5		6,65	198	96	73

Aby obliczyć rezystancję R₂ należy skorzystać z prawa Ohma, które brzmi:

R=U/I [=V/A]

W naszym przypadku były to odpowiednio wartości:

• R= 4,2[V] / 16 [mA] = 4,2 [V] / 0,016 [A] = 262 

• R= 3 [V] / 20 [mA] = 3 [V] / 0,02 [A] = 150 

• R= 1,8 [V] / 20 [mA] = 1,8 [V] / 0,02 [A] = 89 

Z powodu braku zakresu na zasilaczu nie osiągnęliśmy 100mA.

3. Wyznaczenie charakterystyki obciążenia:

U1=10V									U1=12V
U2 [V]		I1 [mA]		I2 [mA]			I3 [mA]	U2 [V]		I1 [mA]	I2 [mA]	I3 [mA]
6,54		92		52			27	6,61		145	95	26
6,525		92		46			34	6,6		145	84	39
6,52		92		44			35	6,595		145	77	45
6,51		92		41			37	6,59		145	72	50
6,50		92		38			40	6,585		145	68	52
6,49		92		36			44	6,57		145	59	61
6,48		92		34			45	6,565		145	57	63
6,47		92		31			48	6,55		145	50	70
6,45		92		28			52	6,54		145	49	72
6,44		92		26			55	6,52		145	42	76
6,42		92		23			58	6,41		145	21	105
6,4		92		20			62	6,25		145	10	125
6,35	92		16		65





Należy zwrócić szczególną uwagę na fakt, iż I₁≠I₂+I₃ a dzieje się to dlatego, ponieważ występuje błąd pomiaru i nie pozwala on odczytać dokładnych wyników. W naszym przypadku ten błąd wynosił odpowiednio:

• I₁ =1,5 dla miernika o wartości maksymalnej 400 mA

• I₂ =1,5 dla miernika o wartości maksymalnej 100 mA

• I₃ =1,5 dla miernika o wartości maksymalnej 250 mA

Nie należy bagatelizować tych danych ponieważ z otrzymanego przez nas wyniku moglibyśmy stwierdzić że prawo Kirchoffa nie działa – co jest oczywiście nieprawdą.

4. Wyznaczenie charakterystyki stabilizacji stabilizatora tranzystorowego US2 MA7805:

R2 =214				R2 =121			R2 =67
U we [V]	U wy [V]	I2 [mA]	U we [V]		U wy [V]	I2 [mA]	U we [V]	U wy [V]	I2 [mA]
3,5	1,07	5	5		3,65	30	3,5	0,2	3
4	1,75	7	6		4,5	36	4	1,6	14
4,5	2,18	10	7		5,09	41	4,5	2,17	31
5	3,6	15	8		5,09	41	5	3,55	51
5,5	4,12	20	9		5,09	41	5,5	4,1	60
6	4,65	22	10		5,09	41	6	4,56	68
6,7	5,08	25	11		5,091	41	6,5	5,04	75
7	5,09	25	12		5,091	41	7	5,088	75
8	5,092	25	13		5,091	41	8	5,088	75
10	5,092	25	14		5,091	41	9	5,088	75
11	5,092	25	15		5,092	41	10	5,088	75
12	5,092	25					11	5,088	75
13	5,093	25					12	5,088	75
14	5,093	25					13	5,088	75
15	5,094	25					14	5,088	75
15,5	5,094	25					15	5,088	75

R= U / I = 1,07 [V] / 5 [mA] = 214 

R= U / I = 3,64 [V] / 30 [mA] = 121 

R= U / I = 1,68 [V] / 25 [mA] = 67 

5. Wyznaczenie charakterystyki obciążenia:

U we = 7V					U we = 10V
U wy [V]			I2 [mA]			U wy [V]	I2 [mA]
5,09			25			5,092	25
5,09			35			5,092	30
5,09			40			5,091	35
5,088			45			5,09	40
5,088			50			5,09	45
5,088			55			5,09	50
5,088			60			5,089	60
5,087			65			5,088	70
5,087			70			5,087	80
5,087			75			5,086	90
5,086			80			5,085	105
5,086			85			5,084	120
5,085			90			5,083	130
5,084			100			5,082	140
5,084			105			5,081	155
5,083			130			5,079	170
5,081			140			5,078	200
5,08			150			5,074	250
5,078	175
5,076		205
5,075		225
5,073		250

6. Wnioski:

W tym ćwiczeniu porównujemy stabilizację napięcia stosując diodę Zenera oraz tranzystorowy stabilizator napięcia. Dioda Zenera lepiej stabilizowała wyższe napięcie, zaś tranzystorowy stabilizator niższe.

Przy zastosowaniu diody Zenera jako stabilizatora napięcia rezystancja silnie wpływa na stabilizację napięcia, zaś przy stabilizatorze tranzystorowym rezystancja ma znikomy wpływ.

Przy stabilizatorze tranzystorowym po osiągnięciu pewnego napięcia rezystancja obciążenia praktycznie nie wpływa na napięcie wyjściowe.

Patrząc na charakterystyki obciążenia zauważamy że dla rosnącego prądu obciążenia dioda Zenera gorzej stabilizuje napięcie w porównaniu z stabilizatorem tranzystorowym (napięcie obciążenia przy zastosowaniu diody bardziej maleje wraz z wzrostem prądu obciążenia niż przy zastosowaniu stabilizatora tranzystorowego).