PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W ELBLĄGU INSTYTUT POLITECHNICZNY LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI
Grupa dziekańska/ podgrupa ćwiczeniowa: 2	Tytuł ćwiczenia: OBWODY NIELINIOWE PRĄDU STAŁEGO
Skład grupy: 1. Feszak Andrzej 2. Cisek Maciej 3. Cabaj Krzysztof	Data wykonania 10.XII.2007 /data oddania: 17.XII.2007
		Ocena:

1. Opis wykonywanego ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest poznanie właściwości wybranych elementów nieliniowych na podstawie

pomiaru ich charakterystyk zewnętrznych (napięcie-prąd) oraz właściwości i metod analizy obwodów nieliniowych prądu stałego. Zakres ćwiczenia obejmuje:

· przygotowanie do ćwiczenia polegające na przypomnieniu metod aproksymacji charakterystyk zewnętrznych wybranych elementów nieliniowych, linearyzacji ich charakterystyk oraz metod analizy obwodów nieliniowych prądu stałego. Rozwiązać wskazany przez prowadzącego obwód nieliniowy prądu stałego metodą wykreślną i metodą linearyzacji charakterystyki nieliniowej w otoczeniu punktu pracy,

· ustawienie wartości źródeł napięcia, dobór rodzaju i zakresów przyrządów pomiarowych,

· połączenie obwodów na stole laboratoryjnym według podanych schematów,

· pomiar charakterystyk zewnętrznych wskazanych przez prowadzącego elementów nieliniowych,

· wykonanie pomiarów napięć, prądów we wskazanych przez prowadzącego obwodach

nieliniowych prądu stałego zgodnie z wytycznymi podanymi w punkcie 3,

· porównanie wyników pomiarów z wynikami obliczeń,

· opracowanie sprawozdania i wniosków wynikających z ćwiczenia.

2. Wykaz i dane znamionowe elementów użytych do ćwiczenia.

1. Rezystor suwakowy 105 Ω, max 500V

2. Multimetr LM-3 x3

3. Warystor 18V-15mA, 18V-15mA, 120V, 120V,

4. Zasilacz stabilizowany typ P3i4,

5. Warystor 47V-20mA, 47V-20mA,

6. Dioda Zenera 5V-200mA, 9V-150mA, 15V-200mA, 24V-50mA,

7. Woltomierz LM-3 1000 Ω/V

8. Rezystor dekadowy DR4b-16 x2

1. Wyniki obliczeń :

1. Wyniki pomiarów i obliczeń parametrów elementu nieliniowego:

I

I

U Ez

U

R_dyn

Wyniki pomiarów		Wyniki obliczeń
I[A]	U[V]	Rstat[Ω]	Rdyn[Ω]	Ez[V]
0,00015	5	33333	33333	5
0,00035	10	28571	25000	1,25
0,00053	15	28302	27773	0,278
0,0006	17	28333	28571	-0,14
0,00065	18	27692	20000	5
0,0008	20	25000	13333	9,33
0,003	23	7667	1363	18,9
0,0062	24	3871	312,5	22,06

2. Wyniki pomiarów i obliczeń obwodu zawierającego dwa elementy nieliniowe połączone szeregowo:

Wyniki pomiarów			Wyniki obliczeń
I[A]	U1[V]	U2[V]	R1stat[Ω]	R2stat[Ω]
0,0005	15	15,2	30000	30400
0,0008	20	21	25000	26250
0,0014	22	22,5	15714	16071
0,0025	23	23,2	9200	9280
0,015	25	25,7	1667	1713




3. Wyniki pomiarów i obliczeń obwodu zawierającego dwa elementy nieliniowe połączone równolegle:

Wyniki pomiarów			Wyniki obliczeń
U[V]	I1[mA]	I2[mA]	R1stat[Ω]	R2stat[Ω]
20	0,14	0,1	142857	200000
21	0,3	0,2	70000	105000
23	1,65	1,15	13939	20000
24	3,95	2,8	6076	8571
25	15	11	1667	2273




4. Wyniki pomiarów i obliczeń układu stabilizatora napięcia wykorzystującego diodę Zenera:








Współczynnik stabilizatora diody:

Rezystancję dynamiczną diody Zenera w zakresie przepływu prądu przez nią (stabilizacji)




3. Uwagi i wnioski:

- z przeprowadzonych pomiarów wynika, że warystory o napięciu znamionowym 18V zaczynają przewodzić od ok. 20-22V co stanowi różnicę ok. 16% od wartości znamionowej,

- widoczne jest również to, że elementy takie budowane są w pewnym zakresie tolerancji, co wynika z różnych wartości przepływającego przez dwa identyczne warystory prądu przy tym samym napięciu przyłożonym do ich zacisków,

- w przypadku diody Zenera napięcie stabilizacji wyznaczone jest nieco niższe od znamionowego,

- za napięcie stabilizacji (zarówno diody Zenera jak i warystora) można przyjąć napięcie zastępczego źródła napięcia Ez (wyznaczonego jednak tylko w przypadku znaczącego przepływu prądu czyli pracy w roli stabilizatora),

- wyznaczanie zastępczego źródła napięcia Ez w przypadku gdy element nie pracuje jako element stabilizujący (a więc później napięcia znamionowego) mija się z celem ponieważ element posiada wtedy charakter pomijalny dla obwodu,
















---