Ćwiczenie Nr 2

Elementy Stabilizacyjne

Cel ćwiczenia

Pomiar charakterystyki U=f(I) diody Zenera, projekt prostego stabilizatora z diodą Zenera, pomiar współczynnika stabilizacji.

Wykaz przyrządów

Dz - dioda Zenera BZP 620 C11

V - woltomierz napięcia stałego

mA - miliamperomierz prądu stałego

Atr - autotransformator

Zs - zasilacz stabilizowany

Os - oscyloskop dwukanałowy

Pomiar charakterystyki U=f(I)

Wyznaczenie Imax

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Schemat pomiarowy

0x01 graphic

Tabele pomiarowe

U [V]

0,02

0,5

0,7

0,9

1,2

1,5

1,9

2,3

I [mA]

0,0004

0,0005

0,0013

0,0018

0,0024

0,003

0,0039

0,0051

2,9

3,3

3,7

4,3

5

8

10,1

Umin 10,4

10,41

0,0068

0,0082

0,0095

0,0115

0,0144

0,0183

0,0357

Imin 0,556

1

10,44

10,48

10,57

10,62

10,67

10,72

10,77

10,82

Umax 10,89

2

4,1

10

20

30

40

50

60

Imax 70

Wyznaczenie Rz

0x01 graphic

Charakterystyka prądowo-napięciowa U=f(I)

0x01 graphic

Wyznaczenie RS

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Pomiar współczynnika stabilizacji

Schemat pomiarowy

0x01 graphic

Wyznaczenie współczynnika

0x01 graphic

0x01 graphic

Wnioski

Aby układ wykazywał właściwości stabilizacyjne wartość prądu IZ musi zawierać się w przedziale 0,5-70mA. Poniżej wartości IZmin układ traci własności stabilizacyjne, a przekroczenie IZ max spowoduje zniszczenie diody. Jakość stabilizacji charakteryzuje współczynnik stabilizacji k zdefiniowany jako stosunek względnej zmiany napięcia wyjściowego do względnej zmiany napięcia wejściowego. Układ ma tym lepsze własności stabilizacyjne im wartość rezystancji szeregowej RS jest większa, a wartość rezystancji RZ diody mniejsza.

Aby układ stabilizatora opartego na diodzie Zenera nie tracił własności stabilizacji punkt pracy powinien znajdować się w zakresie <Izmin - Imax> w naszym przypadku <1.27 - 14.93> . Poniżej wartości 1.27 układ traci własność stabilizacji , natomiast powyżej wartości 14.93 istnieje niebezpieczeństwo zniszczenia elementów. Jakość stabilizacji charakteryzuje współczynnik stabilizacji (k) . Wyliczony przez nas jako stosunek względnej zmiany napięcia wyjściowego do względnej zmiany napięcia wejściowego wyniósł 0.11 . Natomiast liczony ze wzoru 4.42 wyniósł 0.056 a układ mógł by mieć jeszcze lepsze własności stabilizacji gdyby wartość rezystancji szeregowej Rs była większa a wartość rezystancji dynamicznej rz mniejsza.