Badanie układu z diodą gazowaną(1), Laboratorium elektrotechniki


WIADOMOŚCI WSTĘPNE:

Napięcia o przebiegach niesinusoidalnych są często stosowane w urządzeniach elektronicznych do różnych celów: jako napięcie podstawy czasu w oscyloskopach lub urządzeniach telewizyjnych, do sterowania układów liczących, w układach impulsowych itd. Napięcia te uzyskuje się przy użyciu generatorów drgań niesinusoidalnych, czyli układów wytwarzających napięcie o pożądanym przebiegu lub przez odpowiednie kształtowanie napięć sinusoidalnych.

Jeżeli drgania charakteryzuje szybka zmiana wartości wielkości drgającej w ciągu bardzo małej części okresu i późniejsza powolna jej zmiana w następnej części okresu, to drgania mają charakter relaksacyjny. Przykładem takich drgań są drgania piłokształtne (trójkątne) uzyskiwane w generatorach dzięki wykorzystaniu procesów ładowania i rozładowania kondensatora ze źródła napięcia stałego. Układ taki musi zawierać element ograniczający prąd ładowania kondensatora oraz element umożliwiający przejście kondensatora z procesu ładowania do rozładowania i odwrotnie (są to zwykle elementy nieliniowe, których charakterystyka u=f(i) w pewnym przedziale jest funkcja malejącą).

Przykładem takich elementów jest dioda gazowana (neonówka), trioda gazowana (tyratron), a z elementów półprzewodnikowych - diak i dynistor.

Analiza obwodu RC z diodą gazową:

0x01 graphic

W chwili t=0 warunek początkowy jest zerowy, a po doprowadzeniu napięcia stałego U0 kondensator o pojemności C ładuje się poprzez opornik o rezystancji R1 aż do chwili t2, w której napięcie na kondensatorze osiągnie wartość progową Uz. Do chwili t2 neonówka nie przewodziła i jej rezystancję wewnętrzną można było przyjąć za nieskończenie wielką. W chwili t2 neonówka zaczyna przewodzić i jej rezystancja wewnętrzna maleje skokiem do wartości stosunkowo nieznacznej. W oczku powstałym przez połączenie elementów R2 C kondensator rozładowuje się i napięcie na nim maleje do wartości U3 osiągniętej w chwili t3. Napięcie to jest za niskie, aby podtrzymać stan przewodzenia neonówki, więc przechodzi ona w stan zaporowy. Od tego momentu cykl powtarza się pomijając oczywiście stan początkowy, w którym napięcie na kondensatorze było równe zeru.

Analiza obwodu RC z diakiem:

0x01 graphic

Diak jest symetryczną, dwukierunkową diodą przełączającą o strukturze trójwarstwowej. Jego charakterystyka prądowo-napięciowa z obszarem o ujemnej rezystancji różniczkowe umożliwia budowę układów wytwarzających impulsy o zmiennej polaryzacji. Z charakterystyki wynika, że obszar ujemnej rezystancji występuje dla wszystkich wartości przekraczających prąd przełączenia. Diak wykorzystywany jest często w układzie generatora relaksacyjnego do sterowania tyrystorów jedno i dwukierunkowych.

Zasada pracy diaka jest taka sama jak neonówki. Jeżeli kondensator jest naładowany, to po dołączeniu źródła prądu kondensator ładuje się, a napięcie na diaku rośnie. Gdy napięcie na diaku osiąga wartość Uz, diak zaczyna przewodzić, kondensator rozładowuje się, a prąd diaka po skokowym wzroście maleje do wartości, przy której diak przestaje przewodzić. Rozpoczyna się ponowne ładowanie kondensatora i proces powtarza się cyklicznie.

WYKONANIE ĆWICZENIA:

Badanie układu z diodą gazowaną (stabiliwoltem):

Pomiar napięcia zapłonu i gaśnięcia stabiliwoltu:

0x01 graphic

Pomiaru dokonaliśmy trzykrotnie zwiększając napięcie zasilające o obserwując moment zapłony stabiliwoltu. Napięcie, przy którym to nastąpiło było szukanym napięciem zapłonu. Od razu po zapłonie napięcie szybko malało, więc należało powtórzyć pomiar w celu dokonania dokładniejszego pomiaru. Podobnie badaliśmy napięcie gaśnięcia stabiliwoltu. Trzykrotnie zmniejszaliśmy napięcie obserwując moment zgaśnięcia stabiliwoltu.

Lp

Uz

Uzśr

Ug

Ugśr

V

V

V

V

1

93

68

2

93

92,87

68

67,96

3

92,6

67,9

Jak widać dioda gazowana „zapala” się i gaśnie przy tych samych wartościach napięcia. Odchyłka w ostatnim pomiarze jest spowodowana prawdopodobnie błędem odczytu, a poza tym jest bardzo niewielka. Tak więc można uznać, że stabiliwolt nieźle spełnia swoje zadanie.

Pomiar częstotliwości drgań relaksacyjnych:

0x01 graphic

Pomiary przeprowadziliśmy dla dwóch różnych napięć i dwóch różnych wartości rezystancji R0. Mierzyliśmy przy pomocy stopera czas dziecięciu zapłonów i zgaśnięć i dzieliliśmy przez ilość drgań relaksacyjnych. Otrzymana wartość była szukanym przez nas okresem drgań.

Lp

U

R

C

T

Tobl.

V

μF

s

s

1

101

330

4

2,3

1,85

2

110

330

4

1,4

1,185

3

130

1000

4

2,2

2,053

4

151

1000

4

1,5

1,426

Wartość okresu drgań można też obliczyć ze wzoru:

Jak widać wartości wyznaczone analitycznie są nieco mniejsze od zmierzonych. Może to wynikać z niedokładności pomiarów, jak i niedokładności wzoru, który nie uwzględnia rezystancji diody gazowanej. W każdym razie wraz ze wzrostem napięcia i rezystancji R wartości zmierzone i obliczone są sobie coraz bliższe.

Badanie układu z diakiem:

Wyznaczanie charakterystyki diaka:

0x01 graphic

Na wykresie widać, że „droga” załączania i „wyłączania” diaka nie jest taka sama. Przy włączeniu nagłemu wzrostowi prądu towarzyszy spadek napięcia, zaś przy wyłączaniu maleje prąd, wzrasta napięcie i diak pozostaje wyłączony, aż do wzrostu napięcia przy przeciwnej polaryzacji.

Obserwacja drgań relaksacyjnych:

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Badanie obwodów trójfazowych, 3fazyed3, LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI
Badanie obwodów rezonansowych, Badanie szeregowego obwodu rezonansowego, LABORATORIUM ELEKTROTECHN
Badanie elementów RLC, Lel32, LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI
Badanie obwodów trójfazowych, 3fazyed8, LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI
Badanie obwodów rezonansowych, REZONLEL, LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI
Badanie obwodów trójfazowych, 3FAZYED, LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI
Badanie obwodów rezonansowych, REZONED, LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI
ćw.6.Badanie układu samocz.załącz.rezerwy, Elektrotechnika - notatki, sprawozdania, Urządzenia elekt
Badanie obwodów trójfazowych, 3FAZYEDe, LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI
BADANIE UKŁADU TRANSMISJI RÓWNOLEGŁOEJ 8255, Elektronika
Badanie elementów RLC, Lel3s, LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI
Badanie elementów RLC, Rezonlel2, LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI
Badanie elementów RLC, LEL3a, LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI
Badanie scalonego wzmacniacza prądu stałego v2, Politechnika Lubelska, Elektrotechnika inż, ROK 3, E
Ćw 4 - Badanie twardości i udarności wybranych materiałów elektroizolacyjnych, Politechnika Poznańsk

więcej podobnych podstron