1. Zestawiliśmy układ pomiarowy na module laboratoryjnym zgodnie z rysunkiem 5a i 5a1.
2.Wyznaczyliśmy rodzinę charakterystyk U0 = f(R) przy stałym Uwe.
Wyniki pomiarów przedstawiają poniższe tabele.
R [kΩ] |
0,1 |
1 |
10 |
U0 [V] |
9,44 |
9,56 |
9,61 |
dla Uwe = 14 [V]
R [kΩ] |
0,1 |
1 |
10 |
U0 [V] |
9,45 |
9,48 |
9,57 |
dla Uwe = 16 [V]
R [kΩ] |
0,1 |
1 |
10 |
U0 [V] |
9,57 |
9,61 |
9,66 |
dla Uwe = 18 [V]
3. Wspólny wykres rodziny charakterystyk.
4. Wyznaczyliśmy rodzinę charakterystyk U0 = f(I0) przy stałym R.
Wyniki pomiarów przedstawiają poniższe tabele.
I0 [mA] |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
U0 [V] |
1,94 |
3,00 |
3,95 |
5,08 |
5,91 |
6,87 |
7,90 |
8,95 |
R= 0,1 [kΩ]
I0 [mA] |
2,5 |
3,5 |
4,5 |
5,5 |
6,5 |
7,5 |
8,5 |
9,5 |
U0 [V] |
2,46 |
3,46 |
4,46 |
5,49 |
6,42 |
7,39 |
8,44 |
9,33 |
R= 1 [kΩ]
I0 [mA] |
0,25 |
0,35 |
0,45 |
0,55 |
0,65 |
0,75 |
0,85 |
0,95 |
U0 [V] |
2,54 |
3,60 |
4,48 |
5,46 |
6,55 |
7,47 |
8,51 |
9,39 |
R= 10 [kΩ]
5. Wspólny wykres rodziny charakterystyk.
6. Wyznaczaliśmy rodzinę charakterystyk U0 = f(U we ) przy stałym R.
Wyniki pomiarów przedstawiają poniższe tabele.
Uwe [V] |
3 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
14 |
16 |
18 |
U0 [V] |
2,2 |
3,9 |
4,9 |
5,8 |
6,65 |
7,55 |
8,34 |
9,23 |
9,27 |
9,35 |
9,48 |
9,57 |
R = 0,1 [kΩ]
Uwe [V] |
3 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
14 |
16 |
18 |
U0 [V] |
2,48 |
4,44 |
5,46 |
6,53 |
7,37 |
8,44 |
9,36 |
9,36 |
9,37 |
9,38 |
9,39 |
9,43 |
R = 1 [kΩ]
Uwe [V] |
3 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
14 |
16 |
18 |
U0 [V] |
2,45 |
4,43 |
5,44 |
6,57 |
7,43 |
8,45 |
9,40 |
9,40 |
9,41 |
9,42 |
9,44 |
9,46 |
R = 10 [kΩ]
7. Wspólny wykres rodziny charakterystyk.
8. W sprawozdaniu określiliśmy minimalne wartości napięcia wejściowego, przy których napięcie U0 było stabilizowane, dla różnych wartości rezystancji.
9. Kolejnym zadaniem było zestawienie układu pomiarowego na module laboratoryjnym zgodnie z rysunkiem 5b i 5b1 z instrukcji.
10. Wyznaczyliśmy rodzinę charakterystyk U0 = f(R) przy stałym Uwe.
Wyniki przedstawiają poniższe tabele.
R [kΩ] |
0,1 |
1 |
10 |
U0 [V] |
8,74 |
8,90 |
9,02 |
dla Uwe = 14 [V]
R [kΩ] |
0,1 |
1 |
10 |
U0 [V] |
8,77 |
8,89 |
9,02 |
dla Uwe = 16 [V]
R [kΩ] |
0,1 |
1 |
10 |
U0 [V] |
8,85 |
8,98 |
9,08 |
dla Uwe = 18 [V]
11. Wspólny wykres rodziny charakterystyk.
12. Wyznaczyliśmy rodzinę charakterystyk U0 = f(I0) przy stałym R.
Wyniki pomiarów przedstawiają poniższe tabele.
I0 [mA] |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
U0 [V] |
1,98 |
2,93 |
3,84 |
4,88 |
5,86 |
6,89 |
7,81 |
R= 0,1 [kΩ]
I0 [mA] |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
U0 [V] |
1,95 |
3,06 |
3,98 |
4,96 |
5,87 |
6,89 |
7,88 |
R= 1 [kΩ]
I0 [mA] |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,85 |
U0 [V] |
2,08 |
3,05 |
4,14 |
4,98 |
6,01 |
7,17 |
8,04 |
8,52 |
R= 10 [kΩ]
13. Wspólny wykres rodziny charakterystyk.
14. Wyznaczyliśmy rodzinę charakterystyk U0 = f(U we ) przy stałym R.
Wyniki pomiarów przedstawiają poniższe tabele.
Uwe [V] |
3 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
14 |
16 |
18 |
U0 [V] |
1,77 |
3,65 |
4,65 |
5,64 |
6,62 |
7,59 |
8,56 |
8,61 |
8,65 |
8,71 |
8,77 |
8,82 |
R = 0,1 [kΩ]
Uwe [V] |
3 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
14 |
16 |
18 |
U0 [V] |
1,96 |
3,84 |
4,84 |
5,83 |
6,82 |
7,86 |
8,82 |
8,81 |
8,82 |
8,84 |
8,85 |
8,88 |
R = 1 [kΩ]
Uwe [V] |
3 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
14 |
16 |
18 |
U0 [V] |
1,90 |
3,90 |
4,90 |
5,93 |
6,95 |
7,89 |
8,89 |
9,92 |
8,93 |
8,94 |
8,96 |
8,98 |
R = 10 [kΩ]
15. Wspólny wykres rodziny charakterystyk.
16. W sprawozdaniu określiliśmy minimalne wartości napięcia wejściowego, przy których napięcie U0 było stabilizowane, dla różnych wartości rezystancji.
PODSUMOWANIE I WNIOSKI
Wyznaczenie współczynnika stabilizacji napięcia (k) :
Dla pierwszego układu pomiarowego:
0,85 |
1 |
0,9 |
0,85 |
0,9 |
0,79 |
0,89 |
0,04 |
0,04 |
0,065 |
0,045 |
0,98 |
1,02 |
1,07 |
0,84 |
1,07 |
0,92 |
0 |
0,01 |
0,005 |
0,005 |
0,02 |
0,99 |
1,01 |
1,13 |
0,86 |
1,02 |
0,95 |
0 |
0,01 |
0,005 |
0,01 |
0,01 |
Dla drugiego układu pomiarowego:
0,94 |
1 |
0,99 |
0,98 |
0,97 |
0,97 |
0,05 |
0,04 |
0,03 |
0,03 |
0,025 |
0,94 |
1 |
0,99 |
0,99 |
1,04 |
0,96 |
-0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,005 |
0,015 |
1 |
1 |
1,03 |
1,02 |
0,94 |
1 |
1,03 |
-0,99 |
0,005 |
0,01 |
0,01 |
Po obliczeniu współczynnika stabilizacji K oraz analizie wykresów można stwierdzić, że minimalne napięcie wejściowe Uwe min potrzebne do uzyskania nominalnego napięcia stabilizacji U0 wynosi :
-dla pierwszego układu
dla opornika R = 0,1[kΩ] 11 [V] , dla opornika R = 1 [kΩ] i R = 10 [kΩ] 10 [V].
-dla drugiego układu
dla opornika R = 1[kΩ] 11 [V] , dla opornika R = 0,1 [kΩ] i R = 10 [kΩ] 10 [V].
Krzywa dąży do osiągnięcia postaci funkcji stałej (bardzo małe nachylenie do osi X). Wynika z tego, że nominalny prąd stabilizacji doszedł do pewnej granicy i ustabilizował swoją wartość.
Charakterystyki na wspólnych wykresach:
Analizując wykres można stwierdzić że najlepsze właściwości stabilizacyjne posiada pierwszy układ przy napięciu wejściowym 18 V i rezystancji 10 kΩ o czym świadczy najmniejszy kąt nachylenia do osi x.
Analizując wykres nominalnego napięcia stabilizacji U0 w funkcji prądu stabilizacji zauważyć można, że przebiegi obydwu układów są niemal identyczne. Nie można stwierdzić, który układ ma lepsze właściwości.
Analizując wykres zależności nominalnego napięcia stabilizacji w funkcji napięcia wejściowego można stwierdzić, że drugi z badanych układów przy tych samych zadanych wartościach napięcia wejściowego uzyskuje mniejsze nominalne napięcie stabilizacji. Natomiast stabilne wartości napięcia U0 obydwa układy uzyskują mniej więcej w tym samym czasie.
Przeprowadzone ćwiczenie pozwoliło nam stwierdzić, że obydwa układy mają zbliżone charakterystyki. Układ A (jeden tranzystor bipolarny) i układ B (dwa tranzystory bipolarne) działały i spełniały swoją funkcję- stabilizowały napięcie.