POLITECHNIKA LUBELSKA |
LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI |
||||
w LUBLINIE |
ĆWICZENIE Nr 19 |
||||
Imię i Nazwisko: |
Semestr: |
Grupa: |
Rok akademicki: |
||
Husarek Jacek Kłosowska Joanna Korowajska Elżbieta |
piąty |
WT 5.2 |
1995/96 |
||
Temat ćwiczenia: |
|
Data wykonania: |
Ocena: |
||
STABILIZATORY
|
05.12.1995 |
|
1. Wiadomości wstępne.
Stabilizatorem napięcia nazywamy układ dostarczający napięcie wyjściowe o stałej wartości niezależnie od zmian w określonych granicach: napięcia wejściowego, prądu obciążenia, temperatury i czasu.
Stabilizatorem prądu nazywamy układ dostarczający prąd wyjściowy
o stałej wartości niezależnie od zmian w określonych granicach: napięcia wejściowego, prądu obciążenia, temperatury i czasu.
Podstawowe parametry stabilizatorów to:
1. Znamionowe napięcie (prąd) wyjściowy. Jest to napięcie (prąd), na które
stabilizator został zaprojektowany i wykonany.
2. Zakres zmian napięcia wejściowego. Określa on minimalną i maksymalną
wartość napięcia wejściowego, przy której stabilizator pracuje poprawnie.
3. Współczynnik stabilizacji napięcia i prądu. Określa on, ile razy zmiany
wielkości wyjściowej są mniejsze od zmian wielkości wejściowej.
4. Rezystancja wyjściowa.
5. Termiczny współczynnik stabilizacji. Określa on zmianę napięcia (prądu)
wyjściowego w stosunku do wywołującej ją zmiany temperatury przy
zachowaniu stałości pozostałych parametrów.
2. Wykonanie ćwiczenia.
Podczas ćwiczenia wykonujemy pomiary dwóch przykładowych stabilizatorów napięcia stałego:
-stabilizatora parametrycznego z diodą Zenera,
-stabilizatora monolitycznego,
oraz stabilizatora ferrorezonansowego napięcia zmiennego.
3. Stabilizator parametryczny napięcia stałego z diodą Zenera.
A.) Układ pomiarowy.
B.) Charakterystyka napięciowa stabilizatora dla Iwy= 0.
Lp. |
Uwe |
Iwe |
Uwy |
Iwy |
|
[V] |
[mA] |
[V] |
[mA] |
1 |
4 |
- |
4 |
- |
2 |
6 |
- |
6 |
- |
3 |
8 |
- |
8 |
- |
4 |
10,1 |
10 |
9,1 |
- |
5 |
12,2 |
30 |
9,3 |
- |
6 |
14,2 |
50 |
9,4 |
- |
7 |
16,3 |
70 |
9,8 |
- |
8 |
18,3 |
90 |
9,8 |
- |
C.) Charakterystyka napięciowa stabilizatora dla Iwy= 0,5 Iwymax.
Lp. |
Uwe |
Iwe |
Uwy |
Iwy |
|
[V] |
[mA] |
[V] |
[mA] |
1 |
8 |
46 |
3,5 |
50 |
2 |
10,1 |
46 |
5,6 |
50 |
3 |
12,1 |
48 |
7,5 |
50 |
4 |
14,2 |
52 |
9 |
50 |
5 |
16,3 |
72 |
9,2 |
50 |
6 |
18,3 |
94 |
9,3 |
50 |
D.) Charakterystyka obciążenia stabilizatora przy zasilaniu go napięciem znamionowym.
Lp. |
Uwe |
Iwe |
Iz |
Uwy |
Iwy |
h |
|
[V] |
[mA] |
[mA] |
[V] |
[mA] |
[ - ] |
1 |
18 |
84 |
54 |
9,8 |
40 |
0,26 |
2 |
18 |
85 |
40 |
9,7 |
50 |
0,32 |
3 |
18 |
92 |
35 |
9,2 |
60 |
0,33 |
4 |
18 |
93 |
27 |
9,15 |
70 |
0,38 |
5 |
18 |
93 |
17 |
9,1 |
80 |
0,43 |
6 |
18 |
94 |
7 |
9,0 |
90 |
0.48 |
7 |
18 |
97 |
- |
8,7 |
100 |
0,50 |
4. Stabilizator monolityczny napięcia stałego.
A.) Układ pomiarowy.
B.) Charakterystyka napięciowa stabilizatora dla Iwy= 0.
Lp. |
Uwe |
Iwe |
Uwy |
Iwy |
|
[V] |
[mA] |
[V] |
[mA] |
1 |
2 |
- |
0 |
- |
2 |
4 |
- |
2,3 |
- |
3 |
6 |
- |
4,7 |
- |
4 |
8 |
- |
6,1 |
- |
5 |
10,1 |
- |
6,1 |
- |
6 |
12,2 |
- |
6,2 |
- |
7 |
14,2 |
- |
6,2 |
- |
8 |
16,3 |
- |
6,2 |
- |
9 |
18,3 |
- |
6,2 |
- |
10 |
20,4 |
- |
6,2 |
- |
C.) Charakterystyka napięciowa stabilizatora dla Iwy= 0,5 Iwymax.
Lp. |
Uwe |
Iwe |
Uwy |
Iwy |
|
[V] |
[mA] |
[V] |
[mA] |
1 |
2 |
0 |
0 |
0 |
2 |
4 |
28 |
2,2 |
28 |
3 |
6 |
54 |
4,5 |
54 |
4 |
8 |
75 |
6,1 |
75 |
5 |
10 |
76 |
6,2 |
76 |
6 |
12 |
76 |
6,2 |
76 |
7 |
14 |
76 |
6,2 |
76 |
8 |
16 |
76 |
6,2 |
76 |
9 |
18 |
76 |
6,2 |
76 |
10 |
20 |
76 |
6,2 |
76 |
D.) Charakterystyka obciążenia stabilizatora przy zasilaniu go napięciem znamionowym.
Lp. |
Uwe |
Iwe |
Iz |
Uwy |
Iwy |
h |
|
[V] |
[mA] |
[mA] |
[V] |
[mA] |
[ - ] |
1 |
20 |
32 |
5 |
6,2 |
30 |
0,29 |
2 |
20 |
60 |
5 |
6,2 |
60 |
0,31 |
3 |
20 |
92 |
5 |
6,15 |
90 |
0,31 |
4 |
20 |
122 |
5 |
6,15 |
120 |
0,31 |
5 |
20 |
152 |
5 |
6,14 |
150 |
0,31 |
5. Wnioski.
Podczas pierwszej części ćwiczenia badaliśmy stabilizatory prądu stałego. Otrzymane charakterystyki pozwalają ocenić właściwości tych stabilizatorów:
-Stabilizator parametryczny z diodą Zenera jest układem prostym i tanim lecz jego charakterystyka napięciowa silnie zależy od prądu wyjściowego ( wraz z jego wzrostem potrzebna jest większa wartość napięcia wejściowego do utrzymania stałego napięcia wyjściowego).
-Przy stałej wartości napięcia zasilającego wraz ze wzrostem prądu wyjściowego maleje napięcie wyjściowe.
-Stabilizator ten posiada zmienną sprawność (od 0,26 do 0,5), która silnie zależy od prądu wyjściowego,
-W obwodzie wejściowym oprócz prądu wyjściowego płynie znaczna wartość prądu diody Zenera, co zwiększa straty mocy w obwodzie.
-Stabilizator monolityczny pozwala na uzyskanie stałego napięcia wyjściowego niezależnego od napięcia wejściowego i prądu wyjściowego,
-Sprawność stabilizatora dla prądu wyjściowego zmieniającego się w granicach od 0 do Imax zmieniała się w niewielkim zakresie (od 0,29 do 0,33), a napięcie wyjściowe było praktycznie stałe,
-Tak więc mimo wyższej ceny stabilizatora monolitycznego jego dobre parametry pracy są czynnikiem wskazującym jego wyższość nad stabilizatorem parametrycznym z diodą Zenera.