1. CEL ĆWICZENIA:

Zapoznanie z podstawowymi własnościami i budową elektronicznych stabilizatorów

napięcia i prądu stałego

Obliczenie parametrów stabilizatora;

• współczynnika stabilizacji

• rezystancji wyjściowej stabilizatora

2. PROJEKT:

Dobrać rezystor szeregowy Rs mając daną Diodę Zenera o następujących parametrach:

Uz = 5,6

Pmax = 2 W

Io = 0-100 mA

Uw = 14 -20 V

Iz max = 0,357 mA

Iz min = 0,1 Iz max = 0,036 mA

Rs Rs

Rs
Rs

Rs
40Ω Rs57 Ω

40 Ω Rs 57 Ω

Obliczenie rezystancji obciążenia Ro

Obliczenie prądów wejściowych : Iw max , Iw min

Iw max =Io + Iz max = (10 + 45 ) 10= 55 mA

Iw min = Io + 0,1 Iz max =(10 + 4,5)10= 14,5 mA

Dobieramy rezystor szeregowy Rs

150 Ω /0,25 W , I max = 40 mA , U max = 6 V

Moc opornika Rs

PRs = ( Io + Iz max )Rs = 0,454 W

3. SCHEMAT STANOWISKA:

4. STOSOWANE WZORY:

Współczynnik stabilizacji napięcia

Rezystancja wyjściowa stabilizatora

gdzie:

ΔUo - zmiana napięcia obciążenia

ΔUw - zmiana napięcia wejściowego

ΔIo - zmiana natężenia prądu obciążenia

5. POMIARY I OBLICZENIA:

Można wyróżnić dwa przypadki pracy stabilizatora:

1. rezystancja obciążenia jest Ro jest stała , zmienia się tylko napięcie wejściowe Uw

2. rezystancja obciążenia jest Ro jest zmienna równocześnie zmienia się napięcie wejściowe Uw

Przypadek a)

• pomiar 1 błędy mierników (błędy bezwzględne)

Uw = 8,01 V ΔUw = (±0,1%wart.zmierz.+1znak) =± 0,02V

Uo = 4,63 V ΔUo = ± 0,01V

Io = 9,6 mA ΔIo = ± 0,5

• pomiar 2

Uw = 10,01 V ΔUw = ± 0,02V

Uo = 4,84 V ΔUo = ± 0,01V

Io = 10, 0 mA ΔIo = ± 0,5

• pomiar 3

Uw = 12,01 V ΔUw = ± 0,02V

Uo = 4,98 V ΔUo = ± 0,01V

Io = 10,2 mA ΔIo = ± 0,5

Obliczenia

między 1-2

[V/V]

między 2-3

[V/V]

między 1-3

[V/V]

Przypadek b) gdzie Uw = 12,1 V

pomiar 1

Uo = 5,02 V

Io = 5,0 mA

Ro = 1000 Ω

pomiar 2

Uo = 4,98 V

Io = 10 mA

Ro = 490 Ω

pomiar 3

Uo = 4,9 V

Io = 15 mA

Ro = 320 Ω

Niestety nie możne obliczyć współczynnika stabilizacji na podstawie tych pomiarów, gdyż nie mamy danej zmiany napięcia wejściowego , tylko wartość stałą wynoszącą Uw = 12,01 V , a potrzebujemy różnicy między największą, a najmniejszą wartością napięcia wejściowego.

6. BŁĘDY

• przy obliczaniu współczynnika stabilizacji napięcia

między 1-2

gdzie:

Uw - zmiana napięcia wejściowego = 2 V

Uo - zmiana napięcia obciążenia = 0,21 V

ΔUw - błąd wskazania woltomierza cyfrowego dla napięcia wejściowego = 0,02V

ΔUo - błąd wskazania woltomierza cyfrowego dla napięcia obciążenia = 0,01V

Su = (0,105 ± 0,006) [V/V]

między 2-3

δSu = 0,006

gdzie:

Uw - zmiana napięcia wejściowego = 2 V

Uo - zmiana napięcia obciążenia = 0,14 V

ΔUw - błąd wskazania woltomierza cyfrowego dla napięcia wejściowego = 0,02V

ΔUo - błąd wskazania woltomierza cyfrowego dla napięcia obciążenia = 0,01V

Su = (0,070 ± 0,006) [V/V]

między 3-1

δSu = 0,003

gdzie:

Uw - zmiana napięcia wejściowego = 2 V

Uo - zmiana napięcia obciążenia = 0,35 V

ΔUw - błąd wskazania woltomierza cyfrowego dla napięcia wejściowego = 0,02V

ΔUo - błąd wskazania woltomierza cyfrowego dla napięcia obciążenia = 0,01V

Su = (0,088 ± 0,003) [V/V]

7. SPIS PRZYRZĄDÓW:

• zasilacz PC Power Supply P316 (019-I21-N-3647/IVh)

• opornik dekadowy DR4b-16 (019-I21-N-1601/IVh)

• miliamperomierz analogowy (019-I21-N-433/IVh) zakr.7.5 mA il.dz.75

• woltomierz cyfrowy (Digital multimeter VC-10T) zakr.20 V

8. WNIOSKI:

Ćwiczenie to umożliwiło nam zapoznanie się z budową i zasadą działania stabilizatora.

Jak wiadomo współczynnik stabilizacji napięcia musi być dużo mniejszy od jedności tzn: Su << 1.

W naszym przypadku badania przeprowadziliśmy na stosunkowo prostym

urządzeniu. Wartości otrzymanych przez nas współczynników stabilizacji napięcia , moim zdaniem są dobre. Od razu można zaobserwować ,

że zmiany napięć wyjściowych ( na obciążeniu ) są niewielkie w stosunku do zmian napięć wejściowych.

Niestety nie można nic powiedzieć o drugim przypadku pracy

stabilizatora ,( w którym rezystancja obciążenia jest zmienna i jednocześnie zmienia się napięcie wejściowe ) gdyż jak już wyżej wspomniano

nie mierzyliśmy kluczowej wartości jaką jest zmiana napięcia wejściowego

stabilizatora

Współczynnik stabilizacji prądu

• błędy przy obliczaniu rezystancji wyjściowej stabilizatora

między1-2

gdzie :

Uo - zmiana napięcia obciążenia = 0,21 V

ΔUo - błąd wskazania woltomierza cyfrowego dla napięcia obciążenia = 0,01V

Io - zmiana natężenia prądu obciążenia = 0,4 mA

ΔIo - błąd wskazania amperomierza analogowego = 0,5 mA

ro = ( 525,0 ± 115,6 ) Ω

między 2-3

δro = 175 Ω

gdzie :

Uo - zmiana napięcia obciążenia = 0,14 V

ΔUo - błąd wskazania woltomierza cyfrowego dla napięcia obciążenia = 0,01V

Io - zmiana natężenia prądu obciążenia = 0,2 mA

ΔIo - błąd wskazania amperomierza analogowego = 0,5 mA

ro = (700 ± 175) Ω

między 3-1

δro = 89 Ω

gdzie :

Uo - zmiana napięcia obciążenia = 0,35V

ΔUo - błąd wskazania woltomierza cyfrowego dla napięcia obciążenia = 0,01V

Io - zmiana natężenia prądu obciążenia = 0,6 mA

ΔIo - błąd wskazania amperomierza analogowego = 0,5 mA

ro = (583,3 ± 92,3)

13

1

Ro

Rs

---