1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi parametrami używanych w laboratorium źródeł napięcia i prądu stałego oraz z metodami pomiaru tych parametrów.

2. Część teoretyczna.

Do zasilania obwodów stałoprądowych stosuje się między innymi źródła elektroniczne (zasilacze). Są one układami czerpiącymi najczęściej energię z sieci energetycznej prądu przemiennego. W ich skład wchodzą :

• transformator dający wymagany poziom napięć,

• prostownik przetwarzający prąd przemienny na jednokierunkowy,

• zespół filtrów do tłumienia składowych zmiennych występujących na wyjściu prostownika.

Jeżeli jest konieczne zasilanie obwodu źródłem o stałej wartości napięcia lub prądu w szerokim zakresie zmian napięcia sieci zasilającej lub w szerokim zakresie zmian obciążenia, należy zastosować źródła o stabilizowanych parametrach, czyli stabilizatory elektryczne.

Stabilizowany zasilacz napięcia. Parametry charakterystyczne:

1. współczynnik stabilizacji.

2. opór wyjściowy.

3. termiczny współczynnik stabilizacji napięcia.

4. współczynnik stabilizacji napięcia w czasie.

Stabilizowany zasilacz prądu. Parametry charakterystyczne:

1. współczynnik stabilizacji prądu od zmian napięcia zasilania.

2. współczynnik stabilizacji prądu od zmian obciążenia.

3. konduktancja wejściowa.

4. konduktancja wyjściowa.

3. Spis przyrządów.

1. Woltomierz magnetoelektryczny o rezystancji wewnętrznej 100MΩ kl.1,5 F2 /IVh /804

2) Woltomierz magnetoelektryczny o rezystancji wewnętrznej 100MΩ

kl. 1,5 F2/IVh/995

3. Woltomierz magnetoelektryczny o rezystancji wewnętrznej 100MΩ

kl. 1,5 N 4191/IVh

4. Układ stabilizacji napięcia

5. Układ stabilizacji prądu

6. Rezystor dekadowy kl. 0,05

4. Schematy układów pomiarowych.

Układ stabilizacji napięcia przy maksymalnym obciążeniu

Układ stabilizacji napięcia przy zmiennym obciążeniu

Układ stabilizacji prądu przy obciążeniu bliskim zeru

Układ stabilizacji prądu przy zmiennym obciążeniu

5. Tabele z wynikami pomiarów i wykresy, oraz przykładowe wzory i obliczenia.

Wyznaczenie współczynnika stabilizacji przy stałym obciążeniu.

UWE	UWE^+-ΔUWE	δUWE	ΔUWE	UWY	UWY^+-ΔUWY	δUWY	ΔUWY	k
V	V	%	V	V	V	%	V	-
1,1				1,15
2,0											2,05
3,1											3,05
4,2											4,2
5,25											5,2
6,0											6,1
7,2											7,1
8,2											8,1
9,2											9,1
9,9											9,8
11,0											10,9
12,0											11,9
13,2											13,0
14,1											13,75
15,0	15,00±0,02	0,12		0,02	13,90	13,90±0,30		0,12	0,30	0,062
15,8	15,80±0,02	0,11			13,90	13,90±0,30		0,12		0,059
17,0	17,00±0,02	0,11			14,00	14,00±0,30		0,12		0,055
17,8	17,80±0,02	0,11			14,00	14,00±0,30		0,12		0,052
18,9	18,90±0,02	0,10			14,00	14,00±0,30		0,12		0,049
19,8	19,80±0,02	0,10			14,00	14,00±0,30		0,12		0,047
20,0	20,00±0,02	0,10			14,10	14,10±0,30		0,12		0,047
20,75	20,75±0,02	0,10			14,10	14,10±0,30		0,12		0,045
21,75	21,75±0,02	0,10			14,10	14,10±0,30		0,12		0,043
22,5	22,5±0,02	0,09			14,20	14,20±0,30		0,12		0,042
23,75	23,75±0,02	0,09			14,20	14,20±0,30		0,12		0,040
24,75	24,75±0,02	0,09			14,20	14,20±0,30		0,12		0,038

Napięcie wyjściowe w funkcji prądu obciążenia.

Uwe±Δ Uwe	Uwy±Δ Uwy	δUwy	Iobc±Δ Iobc	δIobc	δRobc	Robc±Δ Robc	k
V	V	%	mA	%	%	Ω	-
19,5±0,02	14±0,2	0,12	2,3±0,2	1,8	0,1	6000±6	0,01
19,5±0,02	13,9±0,2	0,12	3,4±0,2	1,8	0,1	4000±6	0,02
19,5±0,02	13,8±0,2	0,12	4,5±0,2	1,8	0,1	3000±6	0,04
19,5±0,02	13,8±0,2	0,12	4,6±0,2	1,8	0,2	2900±6	0,05
19,5±0,02	13,5±0,2	0,12	5,1±0,2	1,8	0,2	2600±6	0,06
19,5±0,02	13,25±0,2	0,11	5,3±0,2	1,8	0,2	2400±6	Brak stabilizacji
19,5±0,02	13,0±0,2	0,11	5,6±0,2	1,8	0,2	2300±6
19,5±0,02	12,75±0,2	0,10	5,7±0,2	1,8	0,2	2200±6
19,5±0,02	12,6±0,2	0,10	5,8±0,2	1,8	0,2	2100±6
19,5±0,02	12,2±0,2	0,10	6,25±0,2	1,8	0,3	1900±6
19,5±0,02	11,8±0,2	0,10	6,4±0,2	1,8	0,3	1800±6
19,5±0,02	11,6±0,2	0,10	6,7±0,2	1,8	0,3	1700±6
19,5±0,02	11,25±0,2	0,10	6,9±0,2	1,8	0,3	1600±6
19,5±0,02	10,9±0,2	0,09	7,2±0,2	1,8	0,3	1500±6
19,5±0,02	10,7±0,2	0,09	7,45±0,2	1,8	0,3	1400±6
19,5±0,02	10,25±0,2	0,09	7,7±0,2	1,8	0,3	1300±6

Stabilizacja prądu.

UWE±ΔUwe	IWY^+-Δ IWY	δ IWY	k
V	mA	%	-
3,10±0,02	Brak stabilizacji
4,10±0,02
5,10±0,02
6,25±0,02
7,20±0,02
8,20±0,02
9,20±0,02
10,00±0,02
10,90±0,02
12,00±0,02
13,10±0,02
14,20±0,02
14,00±0,02
15,00±0,02
16,00±0,02	13,30±0,2	1,5	0,08
17,00±0,02	13,35±0,2	1,5	0,08
17,80±0,02	13,40±0,2	1,5	0,07
18,90±0,02	13,45±0,2	1,5	0,07
19,50±0,02	13,50±0,2	1,5	0,07
20,50±0,02	13,55±0,2	1,5	0,06
21,75±0,02	13,60±0,2	1,5	0,06
22,75±0,02	13,65±0,2	1,5	0,06
23,75±0,02	13,70±0,2	1,5	0,06
24,75±0,02	13,75±0,2	1,5	0,05
25,75±0,02	13,80±0,2	1,5	0,05
27,00±0,02	13,90±0,2	1,5	0,05

Wyznaczenie współczynnika stabilizacji w funkcji obciążenia.

UWE	IWY	IWY^+-Δ IWY	δ IWY	Δ IWY	Robc	ΔRobc	δRobc	k
V	mA	mA	%	mA	Ω	Ω	Ω	-
21,0	13	13±0,22	1,7	0,2	500	6	1,1	0,78
21,0	13	13±0,22	1,7	0,2	600	6	0,8	0,65
21,0	12,8	12,8±0,22	1,7	0,2	720	6	0,7	0,53
21,0	12,75	12,75±0,22	1,7	0,2	730	6	0,7	0,52
21,0	12,5	12,5±0,22	1,8	0,2	740	6	0,7	0,50
21,0	12,3	12,3±0,22	1,8	0,2	750	6	0,7	0,49
21,0	12,25	12,25±0,22	1,8	0,2	760	6	0,7	0,48
21,0	12	12±0,22	1,8	0,2	780	6	0,6	0,46
21,0	11,7	11,7±0,22	1,8	0,2	800	6	0,6	0,44
21,0	11,4	11,4±0,22	1,9	0,2	820	6	0,6	0,42
21,0	11,2	11,2±0,22	1,9	0,2	850	6	0,6	0,40
21,0	10,75	10,75±0,22	2,0	0,2	880	6	0,6	0,38
21,0	10,5	10,5±0,22	2,0	0,2	900	6	0,6	0,35
21,0	10,25	10,25±0,22	2,1	0,2	920	6	0,6	0,33
21,0	10	10±0,22	2,2	0,2	940	6	0,6	0,32
21,0	9,8	9,8±0,22	2,2	0,2	960	6	0,6	0,3
21,0	9,6	9,6±0,22	2,3	0,2	990	6	0,6	0,29

Błędy δU_WE , ΔU_WE , δ I_WY , Δ I_WY oraz błędy δR_obc , ΔR_obc liczy się tak samo jak w punktach poprzednich.

6. Wnioski.

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z podstawowymi parametrami użytkowanych źródeł napięcia i prądu stałego oraz metodami pomiarów tych parametrów.

Dobrą stabilizację napięcia otrzymaliśmy przy około 14.2V. Pomiarów z załączonym rezystorem obciążającym dokonywaliśmy więc przy napięciu zasilającym około 20 V. Źródła nie przeciążaliśmy powyżej 30%. Układ zapewniał dobrą stabilizację napięcia do wartości prądu ok. 4,5 mA. Po tej wartości prądu napięcie zaczęło wyraźnie spadać.

Kolejnym zadaniem było wyznaczenie współczynnika stabilizacji prądu w zależności od napięcia wejściowego. Stabilizację prądu na wyjściu otrzymaliśmy przy napięciu wejściowym około 16V . Prąd stabilizacji wynosił ok. 13,5 mA. Przy badaniu stabilizacji prądu wyjściowego w zależności od obciążenia można przyjąć, że stabilny prąd wyjściowy otrzymujemy przy obciążeniu z przedziału 500Ω do 700Ω.

---