A4

6 1

37

O ś la  łą c z k a

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Wyprawa czwarta − A4

Ś w ie c ą c e  p a s k i, Z a s ila c z  la b o r a t o r y jn y , P r o s t o w n ik i,

S t a b iliz a t o r  r e g u lo w a n y , S t a b iliz a t o r  L D O , 

Ź r ó d ło  n a p ię c ia  w z o r c o w e g o ,

P o w ie la c z e  n a p ię c ia , R e g u lo w a n a  d io d a  Z e n e r a ,

Ł a d o w a r k a  a k u m u la t o r ó w  k w a s o w y c h ,

Ł a d o w a r k a  a k u m u la t o r ó w  N iC d ,

R o z ła d o w a r k a  w y r ó w n u ją c a

stabilizatory

potencjometr

montaż owy

potencjometr

zasilacz

AC 12 V  3 0 0 mA

diody LE D

dioda Zenera

mostek

prostowniczy

ź ródła napięcia

odniesienia

kondensatory

rezystory

diody

tranzystory

brzęczyk

piezo

Gdy pierwszy raz w życiu stajesz na nartach, nie odbywa
się  to na szczycie K asproweg o. S zuk asz jak ieg oś łag odne−
g o, m ało strom eg o stok u, jednym  słowem  − oślej łą czk i.
D opiero g dy na tak iej oślej łą czce nauczysz się  podstaw,
bę dziesz w stanie bezpiecznie zjechać  z K asproweg o.

N iniejszy cyk l jest odpowiednik iem  wypraw na tak ą

oślą  łą czk ę . P oszczeg ó lne wyprawy pozwalają  poznać  k o−
lejne  najważniejsze  zag adnienia  elek tronik i.  K urs  został
pom yślany,  by  przede  wszystk im   bawić ,  a przy  ok azji
uczyć .  Z abawa  poleg a  na  wyk onywaniu  ró żnych  poży−
tecznych i ciek awych uk ładó w. 

W niniejszym  cyk lu wszelk ie interpretacje fizyczne są

m ocno  uproszczone  (o ile  w og ó le  są ),  a g łó wna  uwag a
jest sk ierowane na zag adnienia prak tyczne. U wydatnia to
charak terystyczna struk tura k ursu − k ażdy odcinek  zawie−
ra cztery blok i, wyró żnione k oloram i.

N ajważniejszy blok  to um ieszczone na białym  tle ćwi−

c z e n ia  p r a k ty c z n e

. P odane tu inform acje całk owicie wy−

starczą   do  zbudowania  i uruchom ienia  opisanych  uk ła−
dó w. N ie lek ceważ tych ć wiczeń ! S am o przeczytanie te−

k stu  nie  dostarczy  C i  wszystk ich  najważniejszych  infor−
m acji. D opiero prak tyczne wyk onanie i zbadanie zapropo−
nowanych uk ładó w pozwoli wycią g ną ć  wniosk i i w pełni
zrozum ieć  opisane zag adnienia.

W yró żniony  niebiesk im   k olorem   E L E M E N T a r z

przybliża użyte w ć wiczeniach elem enty oraz zawiera in−
ne niezbę dne wiadom ości.

W arto poświę cić  trochę  czasu i starannie przeanalizo−

wać  zam ieszczone na żó łtym  tle T E C H N IK A L IA − czyli
najważniejsze  wyjaś nienia  techniczne.  B ib lio te c z k a
p r a k ty k a

− czwarty blok , wyró żniony k olorem  ró żowym ,

jest przeznaczony dla osó b, k tó re chcą  projek tować  wła−
sne  uk łady.  W tej  czę ści  prezentowane  są   podstawowe
wiadom ości niezbę dne m łodem u k onstruk torowi.

N iniejszy m ateriał jest czwartą  wyprawą  na oślą  łą cz−

k ę . A by bezboleśnie rozpoczą ć  swą  przyg odę  z elek troni−
k ą , warto zaczą ć  od lek cji pierwszej, oznaczonej A 1 . P o−
dane  są   tam   podstawowe  inform acje,  w tym   dotyczą ce
m ontażu oraz k odu k oloroweg o, stosowaneg o do oznacza−

nia rezystoró w. K olejne odcink i publik owane są  w E lek −
tronice dla W szystk ich, począ wszy od num eru 1 0 /2 0 0 0 .

A rchiwalne num ery E lek tronik i dla W szystk ich oraz

zestawy wszystk ich elem entó w oraz m ateriałó w niezbę d−
nych  do  przeprowadzenia  ć wiczeń   dostarczane  są   przez
firm ę  A V T − szczeg ó ły podano w ram ce na k oń cu artyk u−
łu (E dW 8 /2 0 0 1 ) oraz na stronach 1 1 9 −1 2 3  teg o num eru.

P odczas  czwartej  wyprawy  wyk onasz  k olejne  wspa−

niałe i pożyteczne uk łady. Z ajm iem y się  bardzo pożytecz−
nym i uk ładam i: prostownik am i, zasilaczam i i stabilizatora−
m i. P oznasz też podstawowy przyrzą d pom iarowy elek tro−
nik a − oscylosk op. O czywiście nie m usisz k upować  oscy−
losk opu − wszystk ie opisane ć wiczenia wyk onasz z powo−
dzeniem  bez nieg o. D o ć wiczeń  bę dzie natom iast niezbę d−
ne  ź ró dło  napię cia  zm ienneg o  −  proponuję   wyk orzystać
zasilacz napięcia zmiennego o oznaczeniu AC 12/300

. 

Ż yczę  suk cesu tak że na tej wyprawie

P io tr G ó r e c k i

Kto wymyślił 

tyle parametrów?

Do  precyzyjnego  określenia  prądu  lub  napięcia
stałego  wystarczy  jeden  parametr:  niezmienne
w czasie napięcie (w woltach) lub natężenie prą−
du  (w amperach).  Inaczej  jest  z przebiegami
przemiennymi.  Ważnym  parametrem  przebiegu
zmiennego  (przemiennego)  jest  częstotliwość,
czyli liczba cykli w ciągu jednostki czasu (licz−
ba  pełnych  drgań  na  sekundę).  Częstotliwość
wyrażamy  w hercach  (H z),  a oznaczamy  małą,
a niekiedy  dużą  literą  f,  np.:  f= 100H z  lub
F = 100H z.

Częstotliwość  przebiegu  w sieci  energetycznej

wynosi  dokładnie  5 0H z  (5 0  cykli  na  sekundę).
W elektronice  mamy  do  czynienia  z przebiegami
o częstotliwościach rzędu tysięcy (kH z –  kiloherc),
milionów  (M H z  –   megaherc),  a nawet  miliardów
herców (GH z –  gigaherc). Przykładowo antena sa−
telitarna odbiera przebiegi o częstotliwościach oko−
ło 12GH z, czyli 12 miliardów drgań na sekundę.

Częstotliwość,  czyli  liczba  cykli  na  sekundę,

ściśle wiąże się z czasem. Niekiedy potrzebna jest
znajomość  czasu  trwania  jednego  cyklu.  Czas
trwania  jednego  cyklu  to  okres przebiegu.  Ozna−
czamy go dużą literą T i wyrażamy w sekundach
lub ułamkach sekundy. Znając częstotliwość, łatwo

obliczyć okres i v ice v ersa.

T =  1/f
f =  1/T
Przykładowo  przebieg  o częstotliwości  5 0H z

ma okres równy 20ms.

Prąd zmienny

Ogólnie biorąc, prąd zmienny to taki, który do−
wolnie zmienia w czasie swą wartość i kieru−
nek. Zmiany mogą być różne. R ysu nek 1  po−
kazuje kilka przebiegów zmiennych. Jeśli war−
tości prądu (i napięcia) są na przemian dodat−
nie i ujemne, a ich średnia wartość wynosi ze−
ro, mamy do czynienia z prą d em  przem ien−
nym . R ysu nek 2 pokazuje trzy przebiegi prze−
mienne (prostokątny, trójkątny i impulsowy).

Uwaga! Tym razem musisz użyć zasilacza prądu zmiennego.

Nie  nadaje  się  tu  zasilacz  będący  odpowiednikiem  baterii,

którego używaliśmy podczas poprzednich wypraw. Wszystkie

ćwiczenia  tej  wyprawy  były  przygotowane  i sprawdzone

z wtyczkowym  zasilaczem  prądu  zmiennego  o oznaczeniu

AC 12/300 (12V 300mA). Ten zasilacz zaw iera jedynie trans−
formator

sieciowy. W zasadzie można byłoby użyć tak zwane−

go transformatora dzwonkowego, jednak ani Autor ani R edak−

cja  EdW ze  względów  bezpieczeństwa  nie  zalecają  użycia

transformatora dzwonkowego, a tym bardziej innych transfor−

matorów. Zasilacz AC 12/300 nie wchodzi wprawdzie w skład

zestawu  elementów  do  wyprawy  A04 ,  jednak  można  go  za−

mówić oddzielnie –  patrz oferta AVT na stronach 119...121.

U wag a!  Nie  wolno  zwierać  ze  sobą   koń cówek  wyjścio−

wych  zasilacza, bo m oż e to spowod ować jeg o przeg rzanie
i trwałe u szkod zenie! 

W gniazdku  sieci  energetycznej  występuje  tak  zwane 

napięcie przemienne o wartości 210...230V. Transformator na−

szego zasilacza zamienia je na bezpieczne napięcie o wartości

A4

62

38

Ośla łączka

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

T

E

C

H

N

I

K

A

L

I

A

Ć wiczenie 1  

Prąd zmienny i przemienny. 

Świecące paski.

Czy wiesz, że...

nazwa jednostki częstotliwości,

herc, pochodzi od nazwiska niemiec−

kiego badacza, Heinricha Hertza.

Prąd  elektryczny  przepływający  przez  ciało
człowieka  nie  jest  obojętny  dla  zdrowia.
Czym  większe  napięcie,  tym  większy  prąd
i większy wpływ na organizm.

Napięcia  nie  przekraczające  24V uznaje

się za bezwzględnie bezpieczne.

Napięcia rzędu 60V i więcej uznawane są

za niebezpieczne. Napięcie w domowym gnia−
zdku sieci energetycznej wynosi 220...230V −
jest to więc napięcie groźne dla życia!

Przeprowadzanie prób 

z układami dołączonymi

wprost do sieci grozi śmiercią!

Aby zapobiec nieszczęściu, należy zasilać

budowane  układy  z f abrycznego,  atestowa−
nego  zasilacza,  który  co  prawda  jest  dołą−
czany do sieci, ale zastosowane rozwiązania
zapewniają  galwaniczną  izolację  od  sieci
i pełne bezpieczeń stwo.

Rys. 1

Rys. 2

F ot. 1

Informacja o częstotliwości nie w pełni cha−

rakteryzuje przebiegi przemienne. Trzeba jakoś
podać ich wartość, a może kształt. Czy przebie−
gi napięcia, pokazane na rysunku A, mają jed−
nakową wartość?

Jedno,  co  można  powiedzieć  to:  mają  stałą

amplitudę,  czyli  maksymalne  odchylenie  od
wartości  średniej.  W pokazanych  przypadkach
wartość średnia wynosi zero, bo są to przebie−
gi przemienne.

Czujesz  też  chyba  intuicyjnie,  że  żarówka

podłączona do napięcia prostokątnego z rysun−
ku pierwszego będzie świecić jaśniej niż żarów−
ka zasilana napięciem o kształcie zbliżonym do
zębów piły z rysunku drugiego. Tak samo ilość
ciepła wydzielonego w rezystorze zasilanym ta−
kimi  przebiegami  będzie  różna.  W każdym
przypadku  skutek (ilość  wydzielonego  ciepła)
będzie inny. Amplituda jest jednakowa, a skutki
różne.  Aby  porównać  jakoś  przebiegi  pod

względem  ich  działania  (wydzielania  ciepła)
wprowadzono  pojęcie  wartości  skutecznej.  To
duży  temat,  nie  będziemy  się  weń  wgłębiać.  Na
razie przyjmij, że wartość skuteczna prądu zmien−
nego to taka wartość prądu stałego, który wydzie−
li  na  rezystancji  obciążenia  tyle  samo  ciepła,  co
badany  prąd  zmienny.  Przeanalizuj  też  rysunek
B,  ilustrujący  parametry  fundamentalnego  prze−
biegu – napięcia (prądu) sinusoidalnego. Właśnie
sinusoida jest podstawowym, niejako pierwotnym
i naturalnym przebiegiem przemiennym. W przy−
szłości dowiesz się dokładniej, że przebiegi o naj−
rozmaitszych kształtach w rzeczywistości są zło−
żeniem  pewnej  liczby  przebiegów  sinusoidal−
nych. Na razie zapamiętaj, że wartość szczytowa
sinusoidy jest       , czyli 1,41...razy większa od
wartości skutecznej.

Dla  przebiegu  prostokątnego  (pierwszy  prze−

bieg na rysunku A) wartość skuteczna jest równa
jego amplitudzie, wartość średnia jest równa zeru.

Prąd  przemienny  często  oznaczamy

skrótem  AC  (ang.  Alternate  Current),
w odróżnieniu od prądu stałego, który ozna−
czamy DC (Direct Current). Podczas pierw−
szej wyprawy porównaliśmy prąd elektrycz−
ny z przepływem wody w rurach. W instala−
cji  wodociągowej  woda  może  płynąć  tylko
w jednym  kierunku  –  odpowiednikiem  tego
jest prąd stały (ściślej: jednokierunkowy)

Analogią obwodu prądu zmiennego była−

by  pompa  tłokowa,  powodująca  przepływ
wody raz w jedną, raz w drugą stronę, co ilu−
struje rysunek 3 .

Podobnie jest z prądem zmiennym (ściślej:

przemiennym)  w sieci  energetycznej  –  elek−
trony poruszają się raz w jedną, raz w drugą
stronę,  a biegunowość  napięcia  zasilającego
zmienia się 50 razy na sekundę – fachowo po−
wiemy: z częstotliwością 50 herców (50Hz).

kilkunastu woltów. Jeśli do transformatora

dołączysz  diodę  L ED    i rezystor  według
rysunku 1, będzie świecić niezależnie od

kierunku włączenia. Nie bój się o bieguno−

wość. Wprawdzie na schemacie zaznaczy−

łem  umowne  punkty  A,  B ,  jednak  żaden

z przewodów nie jest wyróżniony – prze−

konaj się, że tym razem nie ma tu „ plusa

i minusa” , a układ zachowuje się tak samo

przy dowolnym podłączeniu przewodów

zasilacza  (ja  dla  wygody  obciąłem  ory−

ginalną końcówkę kabla zasilacza).

Zestaw teraz układ według rysunku 2

i fotografii  1.  Zaświecą  się  obie  diody,

mimo  że  są  włączone  w przeciwnych

kierunkach.

Wygląda na to, że napięcie jest jedno−

cześnie i dodatnie i ujemne... Czyżby?

Nie, tak być nie może! W danej chwi−

li napięcie jest albo dodatnie, albo ujem−

ne, albo równe zeru...

Żeby  odkryć  tajemnicę,  pomachaj

energicznie  diodami  w pomieszcze−

niu,  gdzie  światło  jest  przytłumione.

Zobaczysz...

...

Nie,  nie  powiem,  co  zobaczysz!

Sprawdź  sam!  Efekt  jest  interesujący.

Przekonasz  się  naocznie,  że  diody  nie

świecą  jednocześnie,  tylko  zaświecają

się  na  przemian.  Następuje  to  50  razy

w ciągu sekundy. Nasze oko nie jest zbyt

szybkie  i normalnie  daje  się  oszukać,

dając wrażenie ciągłego świecenia. Jeśli

jednak  energicznie  poruszasz  diodami,

sztuczka wychodzi na jaw.

W przypadku  baterii  i zasilacza  uży−

wanego na poprzednich wyprawach mie−

liśmy  do  czynienia  z prądem  stałym;

tam takiego efektu nie ma, bo dioda świe−

ci ciągle. Teraz mamy do czynienia z prą−
dem zmiennym, ściślej przemiennym. 

Spróbuj  teraz  zmierzyć  napięcie  wyj−

ściowe  zasilacza  AC  12/300.  Wcześniej

zawsze  wykorzystywaliśmy  woltomierz

i amperomierz  napięcia  stałego  (DC).

Ustaw  woltomierz  na  zakres  20VDC.

Zmierz napięcie z transformatora (punkty

A, B na rysunkach 1, 2). Jaką wartość po−

kazuje woltomierz?  ...

Coś tu nie gra, powinno być kilkanaście

woltów, a jest coś koło zera. Żeby zmierzyć

wartość zmiennego na−

pięcia  transformatora,

musisz użyć woltomie−

rza  napięć  zmiennych.

Ustaw na mierniku za−

kres  20VAC.  Teraz

wszystko  jest  w po−

rządku  –  woltomierz

pokazuje 

sensowną

wartość  (ja  w układzie

z rysunku 2 uzyskałem

wynik  14,54V,  przy

czym  napięcie  w sieci

wynosiło  212V).  B ez

obciążenia  napięcie

wyjściowe transforma−

tora było nieco wyższe

i wynosiło 14,6 8V.

A4

63

39

Ośla łączka

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

 

T

E

C

H
N

I

K
A

L

I

A
T

E

C

H
N

I

K
A

L

I

A

Rys. 2

R

L

a)

b)

rury

− o d p o w ie d n ik i

p rz e w o d ó w

z w ę ż k a
− o d p o w ie d n ik
re z ys to ra

c ylin d e r

z  tło k ie m

− o d p o w ie d n ik
ź ró d ła  n a p ię c ia
p rz e m ie

g o

n n e

Rys. 1

Rys. 3

Rys. 4

Rys. A

2

Dla przebiegu stałego częstotliwść jest równa
zeru,  natomiast  amplituda,  wartość  skuteczna
i wartość średnia są jednakowe, dlatego poda−
jemy  tylko  jedną  wartość  napięcia  czy  prądu
stałego.

Podawane  wartości  napięć  zmiennych,  na

przykład napięcia wyjściowego transformatora,
to  wartości  skuteczne.  Oznaczenie  24VAC  to
też wartość skuteczna napięcia.

W razie potrzeby, by uniknąć wątpliwości,

wartości skuteczne napięcia i prądu oznacza się
literkami  sk  lub  od angielskiego  skrótu  RMS,
np.: 12Vsk, 4A

RMS

, 4,7 mAsk, 8,2mV

RMS

.

Cuda i dziwy?

W ćwiczeniu  3  mierzyliśmy  napięcia  stałe
i zmienne. Wydały się bardzo dziwne. Teraz już

wiesz, że woltomierz napięcia zmiennego mierzy
wartości  skuteczne,  że  napięcie  po  dołączeniu
kondensatora  wzrasta,  bo  ładowany  jest  on
w szczytach sinusoidy, czyli napięciem szczyto−
wym.

Z podanych  zależności,  które  zresztą  znaj−

dziesz w każdej książce, można wysnuć wniosek,
że napięcie na kondensatorze będzie równe am−
plitudzie  przebiegu  zmiennego.  Ś ciślej  amplitu−
dzie pomniejszonej o spadek napięcia na diodzie.

Dokładne  przeliczenie  wartości  uzyskanych

w ćwiczeniach 3 i 4 wskazuje, że coś się tu nie
zgadza.  Po  pierwsze,  transformator  miał  dawać
napięcie zmienne 12V, a dawał napięcie znacznie
większe.  Po  drugie,  uzyskane  wartości  napięć
stałych  też  nie  do  końca  odpowiadają  podanym
wzorom.

W ćwiczeniu  1

zmierzyliśmy  na−
pięcie 

zmienne

między  punktami

A,  B (14,54V).

Zmierz  napięcie
stałe

między

punktami C, D we−

dług  rysunku  3.

Włącz  teraz  w obwód  zwykłą  diodę  D1

(1N4007 ) według rysunku 3. Jedna dio−

da LED zgaśnie. Nic dziwnego, dioda D3

przepuszcza  prąd  w jednym  kierunku

(właściwości  diody  badaliśmy  podczas

trzeciej wyprawy. 

Rysunek  4 pokazuje  przebiegi  napięć  U

AB

oraz  U

CD

w czasie.  Mówimy,  że  dioda  D1

prostuje prąd zmienny, a transformator z dio−

da  jest  prostownikiem  półokresowym  lub

jednopołówkowym.  Na−

pięcie U

CD

jest napięciem

jednokierunkowym,  tęt−

niącym.

Jeśli  diodę  D1  włączysz

„w drugą  stronę”,  wykorzystasz

ujemne połówki przebiegu.

Rysunek  4 pokazuje  przebieg  zmian  na−

pięcia sieci w czasie. Krzywa ta to tak zwana
sinusoida −  jest  to  podstawowy  przebieg
w elektronice. Właśnie tak zmienia się napię−
cie w sieci energetycznej.

Transformator

Popularny  element,  czę−
sto  w skrócie  nazywany
trafo,  którego  zadaniem
jest  zmiana  wartości  na−
pięcia zmiennego, a zwy−
kle także oddzielenie gal−
waniczne  dwóch  obwodów  ze  względów
bezpieczeństwa.

Typowy transformator składa się z dwóch

uzwojeń (pierwotnego i wtórnego), nawinię−
tych na rdzeniu. Niektóre transformatory ma−
ją kilka uzwojeń.

Podstawowy  symbol  transformatora  po−

kazuje rysunek powyżej. 

Najczęściej  stosowane  są  transformatory

sieciowe z rdzeniem z blach transformatoro−
wych, gdzie uzwojenia pierwotne i wtórne są
skutecznie  oddzielone  galwanicznie.  F oto−
grafia 1 pokazuje wygląd kilku popularnych

40

Ośla łączka

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

T

E

C

H

N

IK

A

L

IA

T

E

C

H

N

IK

A

L

IA

A4

64

Rys. 4

Rys. 5

Ćwiczenie 3   

Najprostszy 

zasilacz

Czy wiesz, że...

w literaturze można zna−

leźć rysunkowy dowcip, po−

kazujący jak dioda prostuje

prąd zmienny.

W rzeczywistości działanie dio−

dy opiera się na złożonych za−

leżnościach, opisywanych

przez tak zwaną fizykę

kwantową.

Ćwiczenie 2   

Prostownik jedno− 

połówkowy (półokresowy)

Rys. B

Rys. 3

Fot. 1

Fot. 2

transformatorów  sieciowych  z tak  zwanym
rdzeniem  EI  (ze  względu  na  podobieństwo
blaszanych  kształtek  rdzenia  do  liter  E,  I).
Fotografia 2 pokazuje transformatory siecio−
we z tzw. rdzeniem zwijanym. Kolejna foto−
grafia  3  przedstawia  nowoczesne,  chętnie
stosowane transformatory toroidalne. Zamie−
niają one duże i groźne dla życia przemienne
napięcie sieci energetycznej (220...230V) na
niewielkie  przemienne  napięcie  wtórne
(3...24V).  Generalnie  czym  większy  (i cięż−
szy) jest rdzeń tranzystora, tym większą moc
może przenieść.

Uwaga!  Transformatory  pracują  tylko

przy napięciach przemiennych. Podanie nań
napięć stałych wywoła przepływ dużego prą−
du, przegrzanie uzwojeń i uszkodzenie.

Podstawowymi parametrami transforma−

torów  sieciowych  są  napięcie  uzwojenia
wtórnego, prąd nominalny i związana z tym
moc.  Krajowe  transformatory  sieciowe
oznaczane  są  literami  TS  i dwiema  liczba−
mi. Pierwsza liczba określa moc transforma−
tora, druga jest numerem seryjnym i nie nie−
sie  informacji  o parametrach.  Przekonasz
się,  że  w katalogach  moc  podaje  się  nie
w watach, tylko w tak zwanych woltoampe−
rach  (skrót  VA).  Ty  na  razie  nie  musisz
wchodzić w szczegóły – możesz przyjąć, że
chodzi  o waty.  Przykładowo  TS2/56  to
oznaczenie  popularnego,  dwuwatowego
transformatora  o napięciu  nominalnym
15,8V i prądzie 0,1A.

Nominalne  napięcie  wyjściowe  transfor−

matora to napięcie (wartość skuteczna napię−
cia  zmiennego)  mierzone  przy  obciążeniu
prądem nominalnym.

Do  różnych  celów  używane  są  też  inne

transformatory:  impulsowe,  mikrofonowe,
autotransformatory,  itd.    z rdzeniami
z blach albo ze specjalnego materiału zwa−
nego  ferrytem.  Na  razie  nie  będziemy  się
nimi zajmować.

Mostek prostowniczy

Ponieważ bardzo często w układach prostow−
ników  i zasilaczy  stosowane  są  prostowniki
mostkowe, przemysł produkuje wiele typów
gotowych mostków. 

Zagadkę  wyjaśnia  rysunek  C. Główną  przy−

czyną są szkodliwe rezystancje wewnętrzne trans−
formatora.  Uzwojenia  transformatora,  wykonane
z drutu miedzianego, mają jakąś rezystancję (do te−
go dochodzą inne szkodliwe zjawiska). Jeśli przez
uzwojenia popłynie prąd, wystąpi spadek napięcia
na tych rezystancjach. Spowoduje to także grzanie
transformatora.  Maksymalny  prąd  (i maksymalna
moc) zależy w dużym stopniu właśnie od omawia−

nych rezystancji. Nie można z transformatora po−
brać dowolnie dużego prądu – nie pozwolą na to
rezystancje,  powodujące  zmniejszanie  napięcia
wyjściowego  wraz  ze wzrostem  prądu.  Prąd  ma−
ksymalny  (i moc)  są  one  określane  przez  produ−
centa i można je znaleźć w katalogu − wyznaczone
są w sumie przez dopuszczalne temperatury uzwo−
jenia i rdzenia.

A jak wobec tego określa się napięcie wyjścio−

we transformatora? Czy w stanie jałowym, bez ob−
ciążenia, gdy napięcie jest największe? Czy raczej
przy  największym  dla  danego  transformatora  ob−
ciążeniu, gdy napięcie jest najmniejsze?

Uważaj!  Podawane  w katalogu  napięcie  wyj−

ściowe transformatora, to wartość skuteczna napię−
cia  zmiennego  przy  prądzie  maksymalnym  i co
ważne  −  przy  obciążeniu  rezystancją.  W takich

(nie  zapomnij  przełączyć  woltomierza

z zakresu  AC  na  DC).  Mój  woltomierz

napięcia stałego pokazał 6,4V.

Teraz  dodaj  do  prostownika  jednopo−

łówkowego kondensator według rysun−
ku  5 .  Pamiętaj,  że  odwrotne  włączenie

kondensatora elektrolitycznego grozi je−

go wybuchem!

Gdy  kondensator,  zwany  kondensato−

rem filtrującym, dołączysz podczas pracy

układu (patrz fotografia 2), dioda zaświe−

ci  zdecydowanie  jaśniej.  Wygląda  na  to,

że  dołączenie  kondensatora  podwyższa

napięcie wyjściowe...

Zmierz  napięcie  na  kon−

densatorze C1. U mnie wy−

nosiło... 18,4V Bez konden−

satora napięcie wyprostowa−

ne  (6,4V.DC)  jest  dużo

mniejsze 

niż 

napięcie

zmienne 

z

zasilacza

(15,54V).  Ale  za  to  z kon−

densatorem napięcie stałe na

wyjściu  (18,4V)  jest  znacz−

nie  większe  niż  napięcie

zmienne na wejściu! Czy to

cud, czy jakaś pomyłka?

Nie jest to ani cud, ani

pomyłka. 

Wyjaśnienie

znajdziesz  w TECHNI−

KALIACH.

Układ  z rysunku  5  jest

najprostszym  zasilaczem,

ale takich zasilaczy prawie

się  nie  stosuje.  Sprawdź−

my  właściwości  takiego

zasilacza.  Ostrzegam  jed−

nak  –  będzie  głośno,  bar−

dzo głośno.

Czy już wiesz, dlaczego?

Podłącz  brzęczyk  w układzie  według

rysunku 6 a. Usłyszysz głośny terkot. Nic

dziwnego,  brzeczyk  jest  zasilany  napię−

ciem tętniącym – patrz rysunek 4. Dodaj

kondensator filtrujący o pojemności 22µF

według rysunku 6 b. Terkot niemal całko−

wicie  zniknie,  usłyszysz  ciągły  dźwięk

brzęczyka – kondensator wygładził napię−

cie wyjściowe.

Fotografia  3 pokazuje  układ  na  tym

etapie. Gdy dołączysz obciążenie R1D2

według rysunku 6 c, terkot wyraźnie się

85

Ośla łączka

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

A4

65

Rys. 6

Fot. 2

Rys. C

Fot. 3

warunkach prąd pobierany z transformatora takze
ma kształt sinusoidy. Rysunek D ilustruje spadek
napięcia  jakiegoś  transformatora  przy  obciążeniu
rezystancją. Linią kropkowaną zaznaczyłem prąd,
linią ciągłą – napięcie.

Gdy przez szkodliwe rezystancje uzwojeń pły−

nie „spokojny” przebieg sinusoidalny, spadek na−
pięcia jest stosunkowo mały. Jeśli jednak pojawią
się  impulsy  prądowe  o dużej  wartości,  wtedy
oczywiście  spadek  napięcia  na  rezystancjach
uzwojeń będzie dużo większy. W rezultacie napię−
cie  wyprostowane  będzie  dodatkowo  zmniejszo−
ne. Pokazuje to w uproszczeniu rysunek E. Linia
przerywana  pokazuje  napięcie  wyprostowane  na
obciążeniu. 

Zwróć uwagę, że kondensator filtrujący C1 jest

szybko ładowany dużym prądem jedynie w dodat−

nich szczytach sinusoidy. I tylko wtedy w uzwoje−
niach  płynie  prąd  i następuje  spadek  napięcia

Popatrz na schemat z rysunku 8 a, gdzie

wykorzystujemy,  umownie  biorąc,  „do−

datnie”  połówki  przebiegu;  „ujemne”

nie są wykorzystywane. W układzie we−

dług  rysunku  8 b wykorzystujemy  po−

łówki „ujemne”. A czy nie można jakoś

wykorzystać jednych i drugich?

Masz jakiś pomysł? 

Z dwiema diodami nie da rady, ale... 

W układzie według rysunku 9 a też wy−

korzystujemy  „dodatnie”  połówki,  a we−
dług 9 b – „ujemne”. Jeśli połączymy je ra−

zem otrzymamy układ z rysunku 9 c. Moż−

na go też narysować jak pokazuje rysunek
9 d. Jest to prostownik mostkowy, pełno−

okresowy,  inaczej  dwupołówkowy,  zwany

także  mostkiem  Graetza  (czytaj:  greca).

Przeanalizuj  w jakich  obwodach  płynie

prąd w dodatnich i ujemnych półokresach.

Zapamiętaj, że napięcie na obciążeniu jest

mniejsze  od  napięcia  z transformatora

o spadki  napięcia  na  dwóch  diodach

(1,2...2V). Co istotne, przez każdą parę diod

płynie połowa prądu obciążenia. Dzięki te−

mu  układ  mostkowy  złożony  z diod  na

przykład 1−amperowych może prostować

prąd o natężeniu do 2A (ale mostek 1−am−

perowy nie może pracować przy 2A).

zwiększy  –  przy  większym  obciążeniu

mały kondensator nie wystarcza i tętnie−

nia się zwiększają.

Teraz dołącz (możesz dotknąć) do C1

dodatkowy  kondensator  o pojemności

1000µF  –  terkot  zniknie  całkowicie  –

znów  usłyszysz  ciągły  pisk  brzęczyka

bez śladu terkotu. Nie wyciągnij z tego

wniosku, że kondensator zwiększa moc.

On  tylko  wygładza  napięcie,  stanowiąc

pomocniczy zbiornik energii.

Rysunek 7 pokazuje przebiegi w róż−

nych  wersjach  układu  z rysunku  6.

Tylko  przy  małych  prądach  obciążenia

mały kondensator powoduje, że napięcie

wyjściowe nie wykazuje wahań. Po dołą−

czeniu obciążenia napięcie zasilające nie

jest już „gładkie” – pojawiają się tętnie−

nia,  a ponadto  napięcie  wyjściowe  się

zmniejsza. Jeśli nie wszystko rozumiesz,

zajrzyj do TECHNIKALIÓ W.

86

Ośla łączka

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

T

E

C

H

N

IK

A

L

IA

T

E

C

H

N

IK

A

L

IA

A4

66

Ćwiczenie 4   

Prostownik mostkowy. Najprostszy zasilacz

Rys. 8

Rys. 7

Rys. D

Rys. E

Fot. 3

Fot. 4

Fotografia poniżej pokazuje kilka mostków.

Moc

W ćwiczeniu 5 przekonaliśmy się, jak wiel−
kość  wpływa  na  właściwości  rezystora.  Te−
raz już wiesz, że oprócz rezystancji, drugim
najważniejszym  parametrem  rezystora  jest
obciążalność.  Wyrażamy  ją  w watach  (W).
Obciążalność  wskazuje,  jaka  moc  maksy−
malna może wydzielać się w rezystorze bez
ryzyka  jego  uszkodzenia  (spalenia).  Obcią−
żalność  typowych,  małych  rezystorów  wy−
nosi 0,1...0,4W. Fotografia poniżej pokazu−
je kilka rezystorów o takim samym nomina−
le  (750Ω)  i o różnej  obciążalności  (potocz−
nie: o różnej mocy). Duży, zielony rezystor
drutowy ma obciążalność 8W, a temperatura
powierzchni  w czasie  pracy  może  dojść  do
+ 300

o

C.  Drugi  duży  rezystor  metalizowany

ma  obciązalność  1W.  Małe  rezystorki  mają
obciążalność około 0,25W.

Problem mocy i grzania dotyczy nie tylko

rezystorów. Gdy przez dowolny element pły−
nie  prąd  i na  elemencie  występuje  napięcie,
w elemencie  tym  wydziela  się  ciepło.  Staje
się on grzejnikiem Moc elektryczna zamienia
się  na  moc  cieplną  i jest  to  tak  zwana  moc
strat.  Podobnie  jest  przy  prądzie  stałym
i zmiennym (przy prądzie zmiennym są jed−
nak  wyjątki,  ale  to  historia  z zupełnie  innej
bajki).

Najprościej biorąc, moc to iloczyn napię−

cia i prądu. Jeśli na elemencie występuje na−
pięcie  U i płynie  jakiś  prąd  I,  w elemencie
wydzieli się moc P w postaci ciepła.

P = U* I
Czym  większe  napięcie  i większy  prąd,

tym większa wydzielana moc cieplna. To cie−
pło strat jest przekleństwem układów elektro−
nicznych, zwiększa bowiem temperaturę ele−
mentów. Zwiększa też prawdopodobieństwo
awarii, czyli obniża niezawodność.

Prawdę  mówiąc,  to  nie  moc  strat  jest

źródłem zła, tylko właśnie wysoka temperatura.

Wprost  do  zasilacza  AC12/300  dołącz

rezystor  o wartości  470Ω.  Przy  napię−

ciu  w granicach  15V (u mnie  było

14,3V) przez rezystor płynie prąd oko−

ło  32mA.  Po  kilku  sekundach  dotknij

rezystora  palcami  –  jest  mocno  ciepły

(ale się nie poparzysz). Przepływ prądu

przez  rezystancję  powoduje  wydziela−

nie  ciepła.  Moc  elektryczna  zamienia

się na cieplną.

Jeśli chcesz, możesz zrobić podobny

eksperyment ze świeżą baterią alkalicz−

ną 1,5V (paluszek LR6). Żeby jednak re−

zystor  był  tak  samo  ciepły,  rezystancja

musi wynosić 4,7Ω. Prąd wyniesie teraz

aż 0,32A (320mA). Uwaga! Ze zwykłym,

tań s zym  „ p alu s zkiem”   d o ś wiad c zen ie
mo ż e s ię  n ie u d ać , b o  zwykłe b ater ie ma−
ją   mn iejs zą   wyd ajn o ś ć   i n ie  u zys kas z
p r ą d u  o war to ś c i 3 2 0 mA .

Zwróć uwagę, że aby wydzielić taką

samą  ilość  ciepła,  mamy  albo  duże  na−

pięcie  i mały  prąd  (15V;  0,032A),  albo

małe napięcie i duży prąd (1,5V; 0,32A).

W obu  przypadkach  iloczyn  napięcia

i prądu (U* I) jest taki sam i wynosi oko−

ło 0,5... Zero pięć czego?

0,5 W czyli pół wata. Pół wata mocy

strat w postaci ciepła.

I to jest kolejna ważna sprawa do zro−

zumienia  i zapamiętania:  jeśli  przez  re−

zystor  albo  inny  element  płynie  prąd

Dodaj  do  prostownika  kondensator

filtrujący. Układ z rysunku 9d jest pro−

stym zasilaczem. Dla ścisłości trzeba do−

dać,  że  jest  to  zasilacz  niestabilizowa−
ny. Najtańsze zasilacze kupowane na ba−

zarach mają taką właśnie budowę.

Model  pokazany  na  fotografii  4  za−

wiera nie cztery pojedyncze diody, tylko

element  zwany  mostkiem  prostowni−
czym.  Dlatego  na  schematach  cztery

diody  często  zastępuje  się  innym,  rów−

norzędnym  symbolem.  Dodatkowo  na

fotografii  zobaczysz  widok  mostka  od

strony wyprowadzeń.

Przebiegi w układzie będą wyglądać

podobnie,  jak  w prostowniku  jednopo−

łówkowym  z rysunku  7.  Napięcie  wyj−

ściowe  na  kondensatorze  jest  takie  sa−

mo. Układ mostkowy jest jednak zdecy−

dowanie  lepszy,  bo  wykorzystuje  obie

połówki przebiegu przemiennego, a tym

samym  pozwala  w pełni  wykorzystać

możliwości transformatora.

Omówione proste zasilacze niestabi−

lizowane  są  niedoskonałe,  bo  przy

wzroście  poboru  prądu  ich  napięcie

znacznie się zmniejsza i zwiększają się

tętnienia.

87

Ośla łączka

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

A4

67

Ćwiczenie 5   

Moc i ciepło.

Obciążalność rezystorów

Rys. 9

E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

Fot. 4

transformatora.  Przebieg  z transformatora  zostaje
zdeformowany i nie przypomina już sinusoidy.

Co  najważniejsze,  pod  wpływem  obciążenia

występuje  tu  duży  spadek  napięcia  wyjściowego.
Zwróć uwagę, że jest on dużo większy, niż w ukła−
dzie z obciążeniem rezystorowym według rysunku
D.  Sytuacja  trochę  się  poprawi  po  zastosowaniu
prostownika mostkowego, ale nadal przez uzwoje−
nia i diody będzie płynął prąd o charakterze impul−
sowym,  powodujący  znaczne  spadki  napięcia  na
uzwojeniach transformatora.

Jakie są wnioski praktyczne?
Niezbyt wesołe!
Okazuje się, że znajomość podawanych w ka−

talogu napięć i prądu transformatora nie pozwala
na  obliczenie  wszystkich  ważnych  parametrów
zasilacza.

Przypuśćmy,  że  mamy  transformator  TS10/35

o mocy 10VA, który według katalogu ma napięcie
9V i prąd  1A (o mocy  przeczytasz  za  następnym
śródtytułem).

Czy po wyprostowaniu w układzie według ry−

sunku  E uzyskamy  na  kondensatorze  filtrującym
napięcie  12,1V,  szczytowe  (1,41*9V),  pomniej−
szone  o spadek  napięcia  na  diodzie  (0,6V)?  Czy
uda się „wycisnąć” z niego 10 watów mocy, czyli
przy obliczonym właśnie napięciu 12,1V uzyskać
prąd 0,82A?

Oj, oj, nie tak szybko szybko!
Nawet z prostownikiem mostkowym najpraw−

dopodobniej nie uda się uzyskać takiego wyniku.

Pamiętaj, że napięcie 9V (przemienne, wartość

skuteczna)  uzyskuje  się  na  uzwojeniu  wtórnym
przy obciążeniu rezystancją

, przy prądzie 1A.

Zestaw układ według rysunku 10 i foto−
grafii  6.  Tym  razem  dioda  LED  pełni

tylko  rolę  pomocniczą.  Interesuje  nas

temperatura tranzystora i temperatura re−

zystora R1. Temperatura wskazuje, jaka

moc  wydziela  się  w tych  elementach.

Sprawdź w jakim położeniu suwaka po−

tencjometru tranzystor grzeje się najbar−

dziej.  Nie  spiesz  się;  żeby  nagrzać  się

lub  ostygnąć,  elementy  potrzebują  co

najmniej kilkunastu sekund.

Jaki jest wynik?

Zgodnie z oczekiwaniami rezystor R1

jest  najcieplejszy,  niemal  gorący,  w gór−

nym  (na  rysunku)  położeniu  suwaka  po−

tencjometru.  Wtedy  występuje  na  nim

największe  napięcie  i płynie  największy

prąd,  o czym  też  świadczy  dioda  LED

(która tu dla dobra nauki pracuje poza do−

puszczalnym przez producenta zakresem).

A tranzystor? Może jest dla Ciebie za−

skoczeniem, że najcieplejszy jest w środko−
wym  położeniu  suwaka

,  a nie  przy  naj−

większym  prądzie.  W górnym  położeniu

suwaka prąd płynący przez tranzystor jest

wprawdzie największy, ale napięcie na nim

jest małe, rzędu 1V, więc i moc strat (U*I)

jest niewielka. W dolnym położeniu suwa−

ka napięcie na tranzystorze jest wprawdzie

największe,  jednak  prąd  jest  mały,  więc

moc  też  jest  niewielka.  Uwaga!  Zmiany
temperatury  tranzystora  są  niewielkie  –
aby były większe, możesz zmniejszyć R 1  do
1 00

Ω

,  ale  maksymalny  prąd  będzie  dużo

większy,  niż  zaleca−
ny przez producenta
prąd diody L E D .

W każdym  razie

w pewnych  warun−

kach  pracy  tranzy−

stor  się  grzeje.  Te−

raz już chyba rozu−

miesz, dlaczego w katalogach podaje się
maksymalną moc strat tranzystora

. Jeśli

moc  tracona  (zamieniana  na  ciepło)  bę−

dzie większa od dopuszczalnej, tranzystor

ulegnie przegrzaniu i trwałemu uszkodze−

niu.  W TECHNIKALIACH  znajdziesz

nieco więcej na ten temat.

Piotr Górecki

C iąg dalszy w kolejnym numerze E dW

I nformacje dotyczące zestawu

E dW −04  do „ O ślej łączki“  

znajdują się na stronie 120.

i występuje  na  nim  napięcie,  to  w tym

elemencie  wydziela  się  tak  zwana  moc
strat w postaci ciepła.

Moc,  w tym  wypadku  moc  strat,

oznaczamy literą P, i obliczamy z proste−

go wzoru:

P = U * I

gdzie U – napięcie na elemencie,

I – prąd płynący przez element.

Moc  mierzymy  w watach.  Na  razie

możesz przyjąć w uproszczeniu, że wat 

to  wolt  razy  amper.  Doświadczenie  po−

twierdza,  że  taką  samą  moc  uzyskamy

przy  małym  prądzie  i dużym  napięciu

(zasilacz),  jak  i przy  dużym  prądzie

i małym napięciu (paluszek).

Przygotowując  to

ćwiczenie,  dołą−

czyłem  wprost  do

wyjścia  zasilacza

AC12/300    mały

rezystor  o wartości

10Ω. Przy takim ob−

ciążeniu  napięcie  (zmienne)  spadło  do

6,95V,  czyli  przez  rezystor  ten  popłynął

prąd (zmienny) o wartości około 0,7A. Po

dziesięciu sekundach rezystor zaczął dymić

i wkrótce zrobił się czarny. Lakier spuchł

i zwęglił się, a pomieszczenie wypełniło

się  zapachem,  najdelikatniej  mówiąc,

mało przyjemnym. Po minucie końcówki

rezystora zrobiły się tak gorące, że prze−

wody od zasilacza same się odlutowały.

W zestawie  elementów  A04  znaj−

dziesz  dwa  małe  rezystory  10−omowe.

Możesz powtórzyć doświadczenie, tylko

nie miej do mnie pretensji, że nie ostrze−

gałem  przed  efektami  zapachowymi

i możliwością poparzenia palców.

Potem dołączyłem do zasilacza rezy−

stor drutowy typu RDCO, o tej samej re−

zystancji  10Ω,  ale  znacznie  większy.

Rozgrzał  się  on  do  temperatury  ponad

+100

o

C  (kropelka  wody,  czytaj  –  śliny

wyparowywała momentalnie), ale się nie

spalił.

Ty  nie  musisz  wykonywać  takiego

ćwiczenia, popatrz tylko na fotografię 5,

pokazującą  nowy,  mały  rezystor  10−omo−

wy, to co zostało z testowanego rezysto−

ra  oraz  większy  rezystor  typu  RDCO,

który nie uległ uszkodzeniu.

Teraz  już  chyba  jasno  widzisz,  że

obok  rezystancji,  drugim  najważniej−

szym  parametrem  rezystora  jest  obcią−
żalność, zwana też po prostu mocą. Ma−

ły  rezystor  o obciążalności  około  0,25

wata uległ uszkodzeniu. Dużemu, o ob−

ciążalności 8 watów, nic się nie stało.

88

Ośla łączka

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

T

E

C

H

N

I

K

A

L

I

A

A4

68

Czy wiesz, że...

nazwa jednostki mocy, wat, po−

chodzi od nazwiska Jamesa Watta,

wynalazcy maszyny parowej.

Rys. 10

Ćwiczenie 6   

Moc strat tranzystora

Fot. 5

Fot. 6

Bez  obciążenia,  w stanie  jałowym  napięcie

transformatora  będzie  większe  od  podanego  w
katalogu,  więc  po  wyprostowaniu  otrzymamy  na
kondensatorze  filtrującym  napięcie  sporo  wyższe
niż 12V. Natomiast pod obciążeniem napięcie bę−
dzie  znacząco  spadać,  bo  duże  impulsy  ładujące
kondensator  spowodują  duże  spadki  napięcia  na
rezystancjach  transformatora.  Przy  prądzie  o tak
dużej wartości spadek napięcia na diodzie też bę−

dzie  większy  niż  0,6V i może  wynosić  nawet
1V czy  1,1V.  Trzeba  też  uwzględnić,  że  w wielu
okolicach kraju napięcie sieci energetycznej nadal
jest  znacznie  niższe  od  nominalnego  i wynosi
210V lub jeszcze mniej. Wszystko to powoduje, że
z transformatora tego nie da się uzyskać napięcia
stałego 12,1V przy prądzie 0,82A.

Ponieważ w grę wchodzą tu jeszcze inne czynni−

ki, precyzyjne obliczenie, jakie napięcie stałe uzyska−

my przy danym prądzie obciążenia, jest bardzo trud−
ne. Małe transformatory są „miękkie”, to znaczy, że
napięcie pod obciążeniem znacznie spada. Transfor−
matory duże, zwłaszcza toroidalne, są „sztywne”, to
znaczy ich napięcie wyjściowe mało zmienia się pod
wpływem obciązenia. W każdym razie hobbysta po−
winien nastawić się na przykre niespodzianki i ekspe−
rymentalnie  sprawdzić  możliwości  zasilacza,  zwła−
szcza przy obniżonym napięciu sieci (np. 200V).

Czy na moc nie ma

mocnych ?

Wiesz,  że  moc  obliczamy  jako  iloczyn  napięcia
i natężenia prą d u .

poniew aż w ed łu g  praw a O h ma                 , oraz, 

, w ięc

C zęsto korzystamy z ich  przekształconych  form:

,

T o  są   bard zo  pożyteczne  w zory.  Z apamiętaj  je,
a jeś li  masz  tru d noś ci,  zapisz  i u mieś ć   w d obrym
miejscu .

D iod a Z ener a

R ysu nek  obok  poka−
zu je symbol tak zw a−
nej  d iod y  Z enera.
Fotografia  przed sta−
w ia  kilka  d iod   stare−
g o  i now eg o  typu .
D iod y  Z enera,  na−
zw ane  sw ojsko  przez  jed nych   „ zenerami” ,
przez innych  „ zenerkami” , w ykorzystyw ane
są  d o stabilizacji napięcia oraz d o og ranicza−
nia zbyt d u żych  napięć .

K oniecznie  mu sisz  zapamiętać ,  że  d iod a

Z enera  w łą czana  jest  w

u kład   niejako  od −

w rotnie,  czyli  w

kieru nku   zaporow ym.

W kieru nku  przew od zenia zach ow u je się jak
zw ykła d iod a krzemow a.

N ajw ażniejszym  parametrami  d iod y  Z e−

nera są  napięcie nominalne oraz d opu s z cz al−
na  moc  s tr at.  J eś li  napięcie  zaporow e  jest
mniejsze  od   napięcia  nominalneg o  d iod y,
prą d  przez nią  nie płynie. P ró ba zw iększenia
napięcia  na  d iod zie  pow yżej  napięcia  nomi−
nalneg o spow od u je g w ałtow ny w zrost prą d u .
N ajproś ciej  biorą c,  d iod a  nie  d opu ś ci  d o
w zrostu   napięcia  i przejmie  na  siebie  cały
prą d . 

P rą d  przepływ ają cy przez d iod ę pow od u −

je pow staw anie ciepła, i to jest istotny czyn−
nik og raniczają cy. M oc strat d iod y to iloczyn
napięcia na d iod zie i prą d u  (P = U * I).

M niej  istotne  d la  począ tku ją ceg o  h obby−

sty  są   inne  parametry,  jak  w spó łczynnik
zmian napięcia Z enera pod  w pływ em tempe−
ratu ry czy w spó łczynnik zmian teg oż napię−
cia pod  w pływ em zmian prą d u  (tak zw ana re−
zystancja d ynamiczna).

N ajpopu larniejsze d iod y Z enera mają  na−

pięcia nominalne od  3 ,3  d o 3 3 V , a naw et d o
1 5 0 V i moce od  0 ,2 W...5 W.

D iod y  Z enera  oznacza  się  w ch araktery−

styczny  sposó b.  N a  przykład   C 4 V 7   oznacza
d iod ę Z enera o napięciu  4 ,7 V . C 1 2 V oznacza
d iod ę  Z enera  1 2 −w oltow ą .  L itera  C oznacza
tolerancję napięcia. 

D aw niej  d iod y  Z enera  w ykorzystyw ano

jako ź ró d ła napięcia w zorcow eg o.

37

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

Zestaw teraz układ według ry s u n k u  1 1
i fotografii  7 .  Przed  włączeniem  zasi−
lacza sprawdź dokładnie, czy prawidło−
wo  włączone  są  grożące  wybuchem
„elektrolity”  C1,  C2.  Jasność  diody
LE D  wskazuje,  że  napięcie  jest  więk−
sze  niż  w poprzednich  układach  pro−
stowniczych  (rysunki  5,  9 d).  Zmierz
napięcie  na  wyjściu  (między  punktami
C,  D).  Jest  prawie  dwa  razy  większe
niż poprzednio i prawie trzy razy więk−
sze od napięcia zmiennego transforma−
tora  (u mnie  było  36 ,2V).  Rezystor
1k

Ω jest  bardzo  gorący,  bo  wydziela

się w nim moc ponad 1W − kilkakrotnie
więcej, niż wynosi jego moc nominalna

Zbudowaliśmy tak zwany p od w ajac z

n ap ię c ia. Jestem przekonany, że nie masz
wątpliwości, jak działa –  w zasadzie są to
dwa prostowniki jednopołówkowe z ćwi−
czeń  2 i 3; porównaj też rysunek 8 .

Nie  ciesz  się  jednak,  że  napięcie  jest

wysokie. Nic za darmo! Z takiego ukła−
du można pobrać jedynie niewielki prąd.
W układach  omówionych  masz  do  wy−
boru:  albo  duże  napięcie  i mały  prąd
(podwajacze  i powielacze  napięcia),  al−
bo  mniejsze  napięcie  i większy  prąd
(układ  mostkowy).  W grę  wchodzi  tu
kilka  czynników;  najważniejszym  jest
moc transformatora. S łusznie się domy−
ślasz, że gdyby transformator miał więk−
sze  wymiary,  byłby  w stanie  oddać
większą moc. Próba „wyciśnięcia” z ma−
łego  transformatora  mocy  większej  niż
nominalna  zakoń czy  się  przegrzaniem
uzwojeń  i spaleniem izolacji. Nie próbuj
czegoś takiego!

Informacje dotyczące zestawu EdW−04 do „Oślej łączki“ znajdują się na stronie 120

Ćwiczenie 7   

P odwajacz nap ię cia

Fot. 7

R ys . 1 1

Fot. 6

O ś la łą czk a

A 4

6 9

I

U

P

∗

=

R

I

U

∗

=

R

U

I

=

I

U

P

∗

=

(

)

R

I

I

R

I

P

∗

=

∗

∗

=

2

R

U

R

U

U

P

2

=













∗

=

P*R

=

I

P

U=

2

2

I

P

P

U

R

=

=

R

P

=

U

P

I=

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

T

E

C

H

N

I

K

A

L

I

A

38

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Zestaw układ według rysunku 12 a i fo−
tografii 8 . Diody niezbyt silnie, ale jed−
nak świecą. Jeśli chcesz, zwiększ pojem−
ność, dodając dwa kondensatory według
rysunku  12 b i fotografii  9 .  Nie  pomyl
się  przy  łączeniu  kondensatorów  elek−
trolitycznych  –  mają  być  połączone
w szereg,  przeciwsobnie.  Jak  zmieniła
się jasność LED−ów?

Okazuje się, że przy prądzie zmiennym

kondensator  zachowuje  się  jak  rezystor.
Płynie przezeń prąd. Dlaczego?

Jeśli  masz  wątpliwości,  odłącz  jedną

z diod  LED.  Druga  nie  będzie  świecić.
Dlaczego?

Zapamiętaj  raz  na  zawsze,  że  prze−

pływ  prądu  w kondensatorze  poleg a  to
na  cyklicznym  ładowaniu  i rozładowa−
niu  (przypomnij  sobie  eksperymenty

z wyprawy  drugiej  –  A 2).  W układzie
z rysunku  12  odbywa  się  to  z częstotli−
wością sieci (50H z). G dy usuniesz jedną
diodę,  kondensator  naładuje  się,  ale  nie
będzie się mógł rozładować.

Choć  kondensator  wcale  nie  stał  się

rezystorem i nadal nie może przezeń pły−
nąć  prąd  stały,  dla  prądu  zmiennego
przedstawia jakąś oporność. Nazywamy

ją  opornoś cią   pozorną
konde nsatora,  inaczej  re −
aktancją poje m noś ciową .

Jeśli  ten  przepływ  prądu

i ta  pozorna  oporność  to
wynik  cyklicznego  ładowa−
nia i rozładowywania,  nie−
trudno się domyślić, że przy
częstszych  zmianach  prąd

byłby większy. A jeśli prąd byłby więk−
szy,  to  pozorna  oporność  –  mniejsza.
Wynika z tego, że oporność pozorna (re−
aktancja)  kondensatora  maleje  ze  wzro−
stem częstotliwości. Choć nie będziemy
tego sprawdzać eksperymentalnie, zapo−
znaj się z informacjami na ten temat za−
wartymi w TECH NIKA LIA CH .

Po co komu przekładnia?

Typowy transformator składa się z dwóch uzwojeń,
zawierających określoną liczbę zwojów. Jeśli jedno 

z uzwojeń zostanie dołączone do źródła sinusoidal−
nego napięcia zmiennego, na drugim uzwojeniu po−
jawi się przebieg sinusoidalny o napięciu...

Zapamiętaj,  że  o wartości  napięcia  wyjś−

ciowego  decyduje  stosunek  liczby  zwojów  uzwo−
jeń  pierwotnego  i wtórnego.  Stosunek  ten  to  tak
zwana prze kładnia transform atora. Występującą
tu  prostą  zależność  ilustruje  rysune k  F. 

Obecnie rzadko pełnią tę rolę, bo zostały

wyparte  przez  znacznie  dokładniejsze  spe−
cjalne układy. Warto jednak wiedzieć, że do
dziś w ofertach firm handlowych można zna−
leźć diody Zenera o bardzo dobrej stabilności
cieplnej  –  ich  napięcie  zmienia  się  tylko
o 0,0005%  przy zmianie temperatury o jeden
stopień Celsjusza. Co ciekawe, zawsze są to
diody o napięciu nominalnym 6,2V.

Jeśli nie jest potrzebna precyzja ani dokład−

ność, a potrzebne jest małe napięcie stabilizo−
wane,  często  zamiast  diod  Zenera  używamy
diod LED, włączonych normalnie, w kierunku
przewodzenia  –  napięcie  wynosi  wtedy
1,6...2,2V, zależnie od typu diody i prądu pracy.

Inne diody

Oprócz  „zwykłych”  diod  prostowniczych,
diod LED i diod laserowych, występuje wiele
innych  rodzajów  diod.  Produkowane  są  na
przykład  diody  pełniące  rolę  kondensatorów
(1...300pF ),  gdzie pojemność zależy od napię−
cia (wstecznego). Stosowane są one powszech−
nie w układach radiowych i telewizyjnych.

W literaturze  napotkasz  też  określenia:

diody G unna, diody PIN, diody IMPA TT, dio−
dy tunelowe czy diody waraktorowe. Są one
stosowane  w układach  bardzo  wielkiej  czę−
stotliwości, a amatorzy ich nie wykorzystują.

Natomiast  diody  lawinowe  (av alanche

diode)  nie  są  oddzielnym  rodzajem  diod.
Najprościej biorąc, są to zwykłe diody, które
trudniej uszkodzić – niektóre „zwykłe” diody
prostownicze  są  diodami,  gdzie  zachodzi
tzw. zjawisko lawinowe.

U kład scalony

Postęp  techniki  umożliwia  umieszczenie  na
maleńkim płatku krzemu wielu tranzystorów,
rezystorów, diod, a nawet małych kondensa−
torów. Powstaje wtedy układ scalony. Układ
scalony nie jest połączeniem miniaturowych
wersji znanych Ci rezystorów i tranzystorów.
Wyglądają  one  zupełnie  inaczej.  Wszystkie
składowe  układu  scalonego  są  wykonywane
w jednym  cienkim  płatku  krzemu,  a właści−
wie w cienkiej warstwie z jednej strony płyt−
ki  krzemowej.  Wytwarza  się  te  niewątpliwe
cuda techniki w skomplikowanych procesach
technologicznych. 

C zy wie sz, ż e ...

mówimy o oporności pozornej,

czyli reaktancji kondensatora dla prze−

biegów zmiennych, ale określenie „rezy−

stancja pozorna” jest nieprawidłowe.

Nigdy tak nie mówimy.

Rys. 12

Fot. 8

Fot. 9

Rys. F

Czy wiesz, że...

Określenia: uzwojenie pierwotne

i uzwojenie wtórne są umowne. Wskazują

tylko kierunek przekazywania energii: z obwo−

du pierwotnego do wtórnego. Transforma−

tor może równie dobrze pracować

„w druga stronę”.

Ćwiczenie 8    

K ondensator a prąd zmienny

Ośla łączka

A4

70

T

E

C

H

N

IK

A

L

IA
T

E

C

H

N

IK

A

L

IA

39

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Zmierz  omomierzem  rezystancję  uzwo−
jenia  pierwotnego  transformatora  uży−
wanego  zasilacza  AC  12/300.  Nie  mu−
sisz otwierać obudowy, zmierz rezystan−
cję między bolcami według rysunku 13 .
Rezystancja mojego egzemplarza wyno−
si  964

Ω.  Uzwojenie  to  jest  dołączone

wprost do sieci energetycznej o napięciu
220V.  Policzmy!  Zgodnie  z prawem
Ohma  przez  uzwojenie  popłynie  prąd
o wartości  220V/964

Ω =  0,23A.  Prąd

0,23A przy  napięciu  220V oznacza,  że
chodzi  o moc  50W.  Moc  50W to  dość
duża  moc  –  zauważ,  jak  grzeje  się  ża−
rówka o mocy 60W czy nawet 40W.

Coś tu nie gra! W naszym małym za−

silaczu  na  pewno  nie  wydziela  się  50
watów  mocy.  Nie  sprawdzaj  tego,  wy−
starczy,  że  ja  sprawdziłem  –  bez  obcią−

żenia transformator zasilacza AC12/300
pobiera  z

sieci  jedynie  12,6mA

(0,0126A).

Gdzie  tkwi  błąd?  Czy  przy  prądzie

zmiennym prawo Ohma nie obowiązuje?

Problem jest ciekawy i ważny.
Prawo Ohma przy prądzie zmiennym

obowiązuje.  Prąd  jest  jednak  mały,  a to
znaczy, że dla prądu zmiennego uzwoje−
nie  transformatora  przedstawia  duży

opór.  Rezystancja  rzeczywiście  wynosi
964

Ω,  ale  pamiętaj,  że  rezystancja  to

opór  mierzony  przy  prądzie  stałym.
Uzwojenie  transformatora  jest  przecież
rodzajem cewki i jak każda cewka ma ja−
kąś indukcyjność. Okazuje się, że induk−
cyjność  dla  prądu  zmiennego  stanowi
dodatkowy  opór.  Analogicznie,  jak
w przypadku kondensatorów nazywamy
go opornością pozorną cewki, a ściślej
reaktancją indukcyjną. Nie daj się zmy−
lić  określeniu  „pozorna”,  pokutującemu
do  dziś  ze  względów  historycznych.  Ta
oporność, reaktancja indukcyjna, istnieje
naprawdę  i właśnie  ona  powoduje,  że
prąd  pobierany  z sieci  jest  znikomy.  To
jeszcze  nie  koniec  tematu,  ale  na  razie
nie będę Ci mieszał w głowie zagadnie−
niem mocy przy prądzie zmiennym.   

Zestaw  układ  według  rysunku  14 a
i zmierz napięcie przewodzenia (U

F

) na

diodzie Zenera. Jest takie, jak w zwykłej
diodzie krzemowej.

Jeśli  jednak  włączysz  diodę  Zenera

„odwrotnie”, według rysunku 14 b, cze−
ka  Cię  niespodzianka.  Kontrolka  LED
zaświeci,  czyli  w obwodzie  popłynie
prąd. Jeśli masz woltomierz napięcia sta−
łego, zmierz napięcie na diodzie (napię−
cie wsteczne – U

R

). Wynosi tyle, co na−

pięcie  nominalne  tej  diody,  z 10%  tole−
rancją.  W zestawie  elementów  do  tej
wyprawy znajdziesz diodę Zenera 5,6V.

Zmieniaj  teraz  wartość  R1.  Zastosuj

wartości  220

Ω i 10kΩ.  Jasność  diody

LED  wskazuje,  że  prąd  zmienia  się
w bardzo szerokich granicach. A napię−
cie na diodzie Zenera? Zmierz je wolto−
mierzem  i przekonaj  się,  że  przy  50−
krotnej, czyli 5000−procentowej zmianie
prądu,  zmienia  się  ono  o drobne  kilka

procent. Podczas testów modelu pokaza−
nego  na  fotografii  10 ,  bez  diody  LED,
z diodą Zenera o napięciu 5,1V (C5V1)
uzyskałem wyniki pokazane w tabeli.

R1

U we

U wy (U

R

)

220

Ω

17,1V

5,27V

1k

Ω

18,6V

5,15V

10k

Ω

19,3V

5,02V

Oczywiście  są  to  napięcia  transformatora  nieob−
ciążonego (w stanie jałowym) – nie uwzględnia−
my  tu  spadków  napięć  na  rezystancjach  pod
wpływem prądu.

W przypadku  transformatorów  sieciowych

przekładnia nas praktycznie nie interesuje. Nie in−
teresuje  nas  też  liczba  zwojów  (która  wynika
z właściwości  rdzenia,  a nie  z napięć).  Napięcie
wejściowe  to  napięcie  sieci  energetycznej,  wyno−
szące  około  220...230V.  W katalogu  szukamy  nie
przekładni, tylko wartości napięcia wyjściowego. 

Tylko bez oszukaństwa

W elektronice wszystko działa zgodnie ze ścisłymi
prawami fizyki. Już wiesz, że o napięciu wyjścio−
wym  transformatora  decydują  liczby  zwojów,
a właściwie ich stosunek. A co z prądami i z mocą?

Idealny  transformator  w stanie  jałowym  (nie

obciążony)  nie  powinien  pobierać  z sieci  prądu.
W rzeczywistości pobiera jakiś niewielki prąd. Po
dołączeniu  obciążenia,  w idealnym  przypadku,

Ćwiczenie 9   

Cewka a prąd zmienny

Ćwiczenie 10   

Dioda Zenera

Rys. 13

Rys. 14

Czy wiesz, że...

Nazwa „dioda Zenera” pocho−

dzi od nazwiska jej wynalazcy, a na−

zwiska, jak wiadomo, piszemy

wielką literą.

Rys. G

Rys. H

Ośla łączka

A4

71

Ty  sprawdź  napięcie  U

R

w układzie

z diodą LED według rysunku 14b. Jeśli
chcesz,  sprawdź  dodatkowo,  o ile
zmieni się napięcie przy zmianach tem−
peratury diody. Ogrzewaj diodę suszar−
ką do włosów albo delikatnie lutowni−

cą. Przekonasz się, że zmiany napięcia
pod  wpływem  zmian  temperatury  są
niewielkie.

Słusznie więc dioda Zenera nazywana

jest  diodą  stabilizacyjną  lub  krótko 
stabilizatorem.

T

E

C

H

N

I

K

A

L

I

A

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

40

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Proste 

zasilacze 

niestabilizowane,

omówione  w ćwiczeniu  4,  są  niedosko−
nałe − napięcie zmniejsza się pod wpły−
wem  obciążenia  i występują  w nim  tęt−
nienia.  Aby  usunąć  te  wady,  dodaje  się
układy stabilizujące napięcie wyjściowe.

Na  rysunku  15 znajdziesz  schemat

najprostszego stabilizatora, gdzie elemen−
tem stabilizującym napięcie jest dioda Ze−
nera. Zwróć uwagę, że dioda Zenera jest
włączona w typowy dla niej sposób, czy−
li... odwrotnie niż inne diody. Na margine−
sie dodam, że właśnie ze względu na taki
tryb  pracy,  niektórzy  amatorzy  stwarzają
zamieszanie,  używając  nieprecyzyjnych
określeń  „plus  diody”  i „minus  diody”.
Zamiast  nich  należy  używać  określeń:
anoda, katoda, a wtedy nie będzie proble−
mu.  Trzeba  tylko  pamiętać,  że  podczas
normalnej  pracy  w diodach  Zenera  bar−
dziej dodatnie napięcie występuje na kato−

dzie, odwrotnie niż w innych diodach.

Ze  stabilizatora  o schemacie  z rysunku

15 nie można pobrać dużego prądu – ogra−
niczeniem  jest  rezystancja  R1.  Wystarczy
jednak  dodać  tranzystor(y)  według  rysun−
ku 16 a lub 16 b, a wydajność prądowa bę−
dzie  większa.  Napięcie  wyjściowe  jest
o około 0,6V mniejsze, niż napięcie na dio−
dzie  Zenera.  Dawniej  stabilizatory  o sche−
macie  z rysunku  15a wykorzystywano
w praktyce, ale dziś mamy nieporównanie
lepsze rozwiązania. Fotografia 11 pokazu−
je model, zmontowany prowizorycznie we−
dług rysunku 15b z diodą C5V1. B ez obcią−
żenia  napięcie  wyjściowe  wynosiło  4,9V.
Z obciążeniem  10k

Ω (0,5mA)  −  4,74V,

z obciążeniem 220

Ω (20mA) – 4,64V, z ob−

ciążeniem 10

Ω (450mA) – 4,5V. 

moc pierwotna pobierana z sieci powinna być do−
kładnie równa mocy wtórnej, oddawanej do obcią−
żenia. Ilustruje to rysunek G . Możemy zapisać

Pwe = Pwy
Uwe*Iwe=Uwy*Iwy
A jaka konkretnie jest jedna i druga moc?
To zależy od obciążenia. Obciążenie decyduje

o tym, jaka moc jest pobierana z sieci. Przy braku
obciążenia  moc  pobierana  z sieci  powinna  być
równa zeru.

Teraz  chodzi  nam  jednak  o coś  innego.  Jak

wiesz,  w transformatorze  występują  straty.  Po−
wodem są głównie rezystancja uzwojeń oraz tak
zwane straty w rdzeniu. W rezultacie moc pobie−

rana (z sieci) jest zawsze trochę większa od mo−
cy  oddawanej  do  obciążenia.  Część  mocy  jest
tracona w transformatorze, oczywiście w postaci
ciepła. 

Jakiego  rzędu  są  to  straty?  Możesz  przyjąć  w

przybliżeniu,  że  traci  się  około  10...15%  mocy.
Zwykle  zamiast  podawać  ile  tracimy,  podajemy
jaki  procent  mocy  przechodzi  do  obciążenia.
Oczywiście jest to stosunek mocy wyjściowej do
wejściowej, Nazywamy go sprawnością, wyraża−
my w procentach i zwykle oznaczamy małą grec−
ką literką eta (

η − eta).

η = Pwy/Pwe
Ilustruje to rysunek H.

Tranzystor zamiast 

g rzejnika?

Dopuszczalna moc strat tranzystora jest zawsze dużo
mniejsza od iloczynu maksymalnego prądu kolektora
i maksymalnego napięcia kolektor−emiter. Przykłado−
wo popularne tranzystory B C548, B C558 mają dopu−
szczalną moc strat równą 500mW (0,5W). Taka moc
wydzieli się na przykład wtedy, gdy napięcie kolektor−
emiter wynosi 15V, a prąd kolektora wynosi 33mA.

Zwróć uwagę, że dopuszczalny prąd kolektora

tych  tranzystorów  wynosi  100mA,  a maksymalne
napięcie  U

CE0

wynosi  30V (ich  iloczyn  to

30V*0,1A=3W).

Fotografia  poniżej  pokazuje  kilka  układów
scalonych, głównie stabilizatorów. Podstawo−
wym „budulcem” układów scalonych są wła−
śnie  tranzystory  (bipolarne  lub  MOSFET−y).
Układ  scalony  może  też  zawierać  diody,  re−
zystory, niewielkie kondensatory, ale w mia−
rę  możliwości  elementy  te  są  zastępowane
tranzystorami.  Praktycznie  niemożliwe  jest
wykonanie scalonych cewek (chyba że o zni−
komo małej indukcyjności).

Rys. 15

Ćwiczenie 11   

Zasilacz stabilizowany

Fot. 10

Fot. 7

Ośla łączka

A4

72

E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

T

E

C

H

N

I

K

A

L

I

A
T

E

C

H

N

I

K

A

L

I

A

T

E

C

H

N

I

K

A

L

I

A

85

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Na rysunku 17 znajdziesz schemat sta−
bilizatora,  powszechnie  stosowanego
w praktyce.  Taką  budowę  ma  zasilacz
stabilizowany,  którego  używaliśmy  na
poprzednich  wyprawach.  W zestawie

elementów  do  tej  wyprawy  (A04)  znaj−
dziesz  element  oznaczony  7805.  Jest  to
tak  zwany  układ  scalony  –  zawiera
w środku kilkadziesiąt tranzystorów i re−
zystorów  −  kompletny  stabilizator.

Jeśli tranzystor pracuje jako przełącznik, nawet

przy prądzie i napięciu maksymalnym moc strat jest
mała. Przykładowo w pierwszym układzie z rysun−
ku  J w stanie  otwarcia  tranzystora  wydziela  się
w nim  mniej  niż  100mW.  Prąd  wynosi  wprawdzie
100mA, ale napięcie w pełni otwartego (nasycone−
go)  tranzystora  jest  mniejsze  niż  1V.  Oczywiście
w

rezystorze  wydziela  się  aż  3W

mocy

(100mA*30V).  W stanie  zatkania  ani  w tranzysto−
rze, ani w rezystorze nie wydziela się moc, bo prąd
kolektora jest równy zeru.

Tranzystory mocy w obudowach TO−220 mają

moc strat nawet do 125W (!), ale wszystko zależy

od zastosowanego radiatora. Bez radiatora tranzy−
stor mocy w tej popularnej obudowie TO−220 mo−
że rozproszyć tylko 1,5...2W mocy.

Straty mocy występują także na diodach, o czym

armatorzy  często  zapominają.  W zwykłej  diodzie
krzemowej napięcie przewodzenia wynosi przy ma−
łych prądach 0,6V, ale przy większych 0,8V czy na−
wet  1V.  Oznacza  to,  że  przy  prądzie  3A na  takiej
zwykłej  diodzie  wydzieli  się  w postaci  ciepła  moc
około 2,4...3W, co spowoduje silne grzanie. 

Lepiej  jest  z diodą  Schottky’ego,  w której

przy tym samym prądzie będzie się wydzielać co
najwyżej 1,5W mocy strat.

Moc  strat  jest  ściśle  związana

z temperaturą.  W sumie  chodzi  o to,
by nie przekroczyć temperatury około
+ 150

o

C,  bo  w wyższych  temperatu−

rach  radykalnie  rośnie  ryzyko  uszko−
dzenia struktury półprzewodnikowej.

Przy opisywaniu zależności ciepl−

nych  w elementach  elektronicznych
posługujemy się parametrem zwanym
rezystancją  termiczną,  wyrażanym
w stopniach Celsjusza na wat (

o

C/W)

lub w kelwinach na wat (K/W) i ozna−
czaną  Rthja.  Rezystancja  termiczna
wskazuje, na ile skutecznie ciepło jest
odprowadzane  z półprzewodnikowej

struktury  do  otoczenia.  Oczywiście,  czym  mniej−
sza  ta  rezystancja,  tym  lepiej,  bo  w elemencie
można  wydzielić  więcej  mocy  strat  bez  ryzyka
przegrzania.  Przykładowo  rezystancja  termiczna
tranzystora  BC548(558)  wynosi  250K/W,  podob−
ny z wyglądu tranzystor BC328(338) ma rezystan−
cję  termiczną  200K/W,  a tranzystor  mocy  (TO−
220)  bez  radiatora  −  około  60K/W.  W przypadku
tranzystorów  mocy  interesuje  nas  też  rezystancja
termiczna  między  złączem  a obudową.  Oznacza
się  ją  Rthjc;  dla  tranzystorów  w obudowach  TO−
220  wynosi  1...1,5K/W.  Przy  obliczeniach  trzeba
dodać do niej rezystancję termiczną użytego radia−
tora. Ten temat wykracza jednak poza ramy Oślej
łączki i nie będziemy go rozwijać.

Reaktancja pojemnościowa

W trakcie poprzednich wypraw sprawdziliśmy, że
kondensator gromadzi energię elektryczną i często
w układach pełni rolę lokalnego, niewielkiego ma−
gazynku energii. To jeden z obszarów zastosowań
kondensatorów.

Budowa i symbol kondensatora wskazują, że ze

względu na obecność izolatora nie może przezeń pły−
nąć  prąd  stały.  Teraz,  podczas  ćwiczenia  8  okazało
się, że przez kondensator może płynąć prąd zmienny.

Przy  prądzie  zmiennym  kondensator  zacho−

wuje  się  jak  opornik  o oporności  zależnej  od

Istnieje  nieprzeliczone  mnóstwo  typów

i rodzajów  układów  scalonych,  pełniących
najróżniejsze zadania w komputerach, telewizo−
rach, telefonach, itp. Właściwie cała współcze−
sna elektronika, w tym także elektronika kom−
puterowa, opiera się na układach scalonych.

Układ scalony nie ma ustalonego symbo−

lu. Na schematach stosuje się różne symbole,
zwykle w postaci małych prostokątów.

Stabilizatory  używane  w ćwiczeniach  są

elementami stosunkowo prostymi, zawierają−
cymi  kilkadziesiąt  elementów.  Rysunek  na
poprzedniej  stronie  pokazuje  schemat  we−
wnętrzny układu LM317, a następny rysunek
pokazuje  w powiększeniu  rozmieszczenie
tych  elementów  na  płytce  krzemowej  (która
ma wymiary 2,38x 2,13mm). W jednej płytce
krzemowej o powierzchni mniejszej niż cen−
tymetr kwadratowy można umieścić dziesiąt−
ki,  setki,  tysiące,  a nawet  miliony  tranzysto−
rów. Dwie długie, a wąskie fotografie na sa−
mym  dole  poprzedniej  strony pokazują  frag−
menty  struktury  układów  scalonych  firmy
National  Semiconductor.  Nieco  więcej  wia−
domości o układach scalonych podam Ci na
następnej wyprawie.

Ćwiczenie 12   

Typowy zasilacz 

stabilizowany

Czy wiesz, że...

Polski uczony, profesor Jan

Czochralski (1885−1953), na początku

X X  wieku wynalazł metodę wytwarzania

czystych (mono)kryształów krzemu,

z których produkuje się układy 

scalone.

Fot. 11

Rys. 16

Ośla łączka

A4

73

Rys. J

Oprócz obwodów regulacji napięcia za−

wiera obwody dodatkowe, zabezpiecza−

jące  przed  uszkodzeniem  w przypadku

zwarcia  lub  nadmiernego  wzrostu  tem−

peratury. Więcej na temat układów sca−

lonych  szukaj  w częściach  ELEMEN−

Tarz i TECHNIKALIA.

Według  rysunku  17  zbudujesz  naj−

prawdziwszy,  porządny  zasilacz  stabili−

zowany o napięciu wyjściowym 5V. Je−

śli kupisz w sklepie stabilizator oznaczo−

ny  7809,  możesz  zbudować  zasilacz

o napięciu  wyjściowym  9V,  z układem

7812  –  o napięciu  12V. Fotografia  12

przedstawia  prowizoryczny  model  ze

stabilizatorem  12−woltowym,  zbudowa−

ny w najprostszy sposób.

Koniecznie  zbuduj  układ  według  ry−

sunku  17,  będziesz  z niego  korzystać.

Zbadaj  też  jego  właściwości.  W zasila−

czu  z poprzedniego  ćwiczenia,  zbudo−

wanym z pojedynczych elementów (czę−

ściej  mówimy  –  z elementów  dyskret−

nych),  napięcie  wyjściowe  zauważalnie

malało przy wzroście obciążenia. A na−

pięcie  wyjściowe  zasilacza  z układem

scalonym 7805 przy dołączeniu rezysto−

rów 10k

Ω, 220Ω i 10Ω?

Możesz  dołączyć  do  wyjścia  brzę−

czyk piezo. Wyda czysty ton, bez śladu

terkotu.  Przekonasz  się,  że  napięcie

wyjściowe  jest  naprawdę  stabilne

i praktycznie  się  nie  zmienia.  Dopiero

przy dużym prądzie nieco się zmniejszy,

ale  nie  z winy  stabilizatora,  tylko  zbyt

małego transformatora.

T

E

C

H

N

I

K

A

L

I

A

częstotliwości  −  czym  większa  częstotliwość,
tym mniejsza oporność. 

Ponieważ  jednak  nie  chodzi  o  rezystancję,

oporność tę nazywa się reaktancją pojemnościo−
wą i oznacza nie literą R, tylko X

C

. Czasem może

spotkasz  też  określenie  oporność  bierna.  Ze
względów  historycznych  przy  takich  okazjach
używano też określenia oporność pozorna. Nie bę−
dziemy  używać  tego  określenia,  ponieważ  słowo
„pozorny” może wywołać mylne skojarzenia.

Reaktancję 

pojemnościową 

wyrażamy

w omach, bo jest to rodzaj oporności.

Nie  są  to  „jakieś  inne  omy”,  trzeba  tylko  pa−

miętać, że reaktancja to opór dla prądu przemien−

nego o jakiejś częstotliwości.

Reaktancji  kondensatora  nie  można  zmierzyć

omomierzem,  ale  znając  pojemność  można  ją  ła−
two obliczyć ze wzoru:

Zamiast  za  każdym  razem  obliczać  wartość

wyrażenia 1/2

π, można ją obliczyć raz, uzyskując

wzór:

gdzie f częstotliwość w hercach, C pojemność

w faradach, X

C

– reaktancja w omach.

Kondensatory wykazują także ciekawą i poży−

teczną właściwość: chwilowy prąd płynący przez
kondensator  (prąd  ładowania  lub  rozładowania)
jest ściśle związany z szybkością zmian napięcia
na jego końcówkach. Wykorzystywane to jest do
przeprowadzania  operacji  całkowania  i różnicz−
kowania  −  są  to  jednak  zagadnienia  dla  bardziej
zaawansowanych.

Reaktancja indukcyjna

Ć wiczenie  9  doprowadziło  nas  do  wniosku,  że
uzwojenie  cewki  (transformatora,  będącego
odmianą cewki) stawia prądowi zmiennemu dodat−
kowy  opór.  Jest  to  reaktancja  indukcyjna. 

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

86

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Ź ró dła napięcia odniesienia

Ć wiczenie 15 zapoznaje z elementami, które
zachowują się jak dioda Zenera, ale znacznie
lepiej  stabilizują  napięcie.  Jak  wskazuje  na−
zwa, dioda Zenera jest stosunkowo prostym
elementem.  Natomiast  podzespoły  oznaczo−
ne  LM385  i TL431  to  układy  scalone.  Stąd
ich znacznie lepsze właściwości.

Choć są to układy scalone, ze względu na

pełnioną  rolę  na  schematach  najczęściej
oznaczamy je symbolem oznaczającym dio−
dę  Zenera.  P owyższa  fotografia  pokazuje
kilka  układów  scalonych,  które  są  źródłami
napięcia wzorcowego (odniesienia).

Najważniejszym parametrem omawianych

układów  scalonych,  obok  napięcia  nominal−
nego,  jest  współczynnik  cieplny.  Informuje
on, na ile napięcie zmienia się pod wpływem
temperatury.  Powszechnie  dostępne  układy
LM385, TL431 czy LM336 mają współczyn−
nik  cieplny  w

granicach  100ppm/

o

C

(0,01%/

o

C). Oznacza to, że przy zmianie tem−

peratury otoczenia z +20

o

C do +30

o

C napięcie

zmieni  się  tylko  o 0,1%,  czyli  na  przykład
z 2,5000V na 2,5025V.

W szczególnie  precyzyjnych  układach

profesjonaliści  stosują  znacznie  droższe
źródła  napięcia  odniesienia  o rewelacyj−
nie  małym  współczynniku  cieplnym  rzę−
du 1...3ppm/

o

C. Tobie wystarczą popular−

ne  i tanie  układy  o współczynniku
100ppm/

o

C.

Ośla łączka

A4

74

Rys. 17

Fot. 12

fC

X

c

π

=

2

1

fC

X

c

16

,

0

=

Fot. 10

W zestawie elementów A04 znajdziesz

też  dwa  bardzo  interesujące  elementy,

zachowujące  się  podobnie  jak  dioda

Zenera.

W układzie z rysunku 19 sprawdź na

ile zmienia się napięcie układu LM385−

2.5 przy zmianach prądu, czyli przy róż−

nych  wartościach  R1  (220

Ω,  1kΩ,

10k

Ω, 100kΩ).

I co? Rewelacja, prawda? Ja testowa−

łem układ LM385 1,2V pokazany na fo−
tografi  14  –  przy  zmianie  rezystora

z 1k

Ω na 100kΩ prąd malał 100−krotnie,

a napięcie  zmniejszało  się  jedynie

o 6mV.

Zbuduj  też  „diodę  Zenera”  o regulo−

wanym  napięciu  w oparciu  o układ 

scalony TL431 według rysunku 20 i fo−
tografii  15.  Sprawdź,  w jakich  grani−

cach możesz regulować potencjometrem

„napięcie  Zenera”.  Pamiętaj,  że  do 

poprawnej  pracy  prąd  „katody”  układu

TL431 nie może być mniejszy niż 1mA,

ani większy niż 100mA.

Sprawdź  też  koniecznie  za  pomocą

woltomierza  cyfrowego  i suszarki  do

T

E

C

H
N

I

K
A

L

I

A

87

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

W ramach tego ćwiczenia zbudujesz zasilacz stabilizowany z regula−
cją napięcia wyjściowego

. Wykorzystaj rysunek 18, pomocą będzie

też fotografia 13.

Tym razem wykorzystujemy inny bardzo popularny układ scalony

o oznaczeniu LM317. Ma on inną budowę wewnętrzną i inny rozkład

wyprowadzeń, niż układy rodziny 78XX. Pozwala dowolnie regulować

napięcie wyjściowe za pomocą dwóch rezystorów. My jeden z rezysto−

rów zastąpiliśmy potencjometrem, dzięki czemu możemy płynnie regu−

lować napięcie. Możesz śmiało wykorzystywać taki zasilacz w prakty−

ce.  Model  z fotogra−

fii  zmontowany  jest

w najprostszy  i nie−

zbyt praktyczny spo−

sób.  Jeśli  chcesz  go

wykorzystać,  zmon−

tuj  go  na  kawałku

płytki  uniwersalnej

lub w solidnym „pa−

jąku”, przy czym sta−

bilizator  wyposaż

w niewielki blaszany

radiator.

Oznaczamy  ją  XL.  Dla  prądu  stałego,  o którym
można  powiedzieć,  że  ma  częstotliwość  równą
zeru, cewka ma opór równy rezystancji uzwoje−
nia.  Opór  ten  można  zmierzyć  omomierzem.
Przy  większych  częstotliwościach  dochodzi  do
tego  opór  związany  z indukcyjnością  cewki.
Czym  większa  częstotliwość,  tym  większy  opór
(reaktancję  indukcyjną)  ma  cewka.  Reaktancji
nie  można  zmierzyć  omomierzem,  ale  można  ją
obliczyć ze wzoru

lub

gdzie  f częstotliwść  w hercach,  L indukcyjność
w henrach, X

L

– reaktancja w omach. W praktyce

rzadko korzystamy z tego wzoru.

Nie  będę  Ci  tego  szczegółowo  tłumaczył,  ale

zapamiętaj już teraz, że reaktancja indukcyjna jest 
w pewnym sensie odwrotna czy przeciwna w sto−
sunku do reaktancji pojemnościowej.

Czy wiesz, że...

Elektrycy i elektronicy opowiadają

dowcip „wyjaśniający” wzrost oporności

cewki dla przebiegów zmiennych. Według jed−

nej wersji prąd zmienny zaplątuje się w zwo−

jach cewki. Według innej „nie wyrabia

się na zakrętach”.

Rys. 19

fLX

L

π=2

f8

,6

Ćwiczenie 13   

Zasilacz regulowany

Ćwiczenie 14   

Źródła napięcia odniesienia. 

Regulowana dioda Zenera

Ośla łączka

A4

75

Rys. 18

fL

X

L

π

= 2

fL

X

L

28

,

6

=

Fot. 13

Fot. 14

88

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Dodawanie reaktancji

Na pierwszej wyprawie przekonaliśmy się, że przy
szeregowym połączeniu dwóch jednakowych rezy−
storów  rezystancja  wypadkowa  jest  równa
podwójnej wartości rezystancji każdego rezystora.
Połączenie równoległe tych dwóch rezystorów da
połowę rezystancji każdego z nich.

A przy połączeniu w szereg cewki i kondensatora?
O, to nie jest takie proste! Reaktancje zależą od

częstotliwości:  pojemnościowa  maleje  ze  wzro−
stem  częstotliwości,  indukcyjna  rośnie.  Pomyśl:
dla jakiejś częstotliwości reaktancja pojemnościo−
wa będzie liczbowo równa reaktancji indukcyjnej.

Przypuśćmy, że jakaś cewka i jakiś kondensa−

tor mają dla częstotliwości 100Hz reaktancje rów−
ne 1,6k

Ω (możesz obliczyć pojemność i indukcyj−

ność, ale nie o to chodzi). Jeśli połączymy tę cew−
kę i kondensator w szereg, to czy przy częstotliwo−
ści 100Hz oporność będzie równa 3,2k

Ω?

Nie! Wypadkowa oporność będzie... bliska ze−

ru i wyniesie ułamek oma (w praktyce będzie to re−
zystancja cewki).

Dlaczego? Reaktancje niejako się zniosą – wcze−

śniej zasygnalizowałem, że reaktancje pojemnościo−
wa i indukcyjna są w pewnym sensie przeciwne. 

A jak wobec tego zachowają się przy połącze−

niu równoległym i przy częstotliwości 100Hz?

Tym razem, o dziwo, wypadkowa oporność bę−

dzie bardzo duża, rzędu wielu kiloomów.

Może  wyda  Ci  się  to  bardzo  tajemnicze.  Nie

będziemy się jednak w to wgłębiać. Wspomnę tyl−
ko, że właśnie omówiliśmy w ekspresowym tem−
pie zjawisko tak zwanego rezonansu.

W praktyce  mamy  do  czynienia  z rozmaitego

rodzaju połączeniami rezystorów, cewek i konden−
satorów.  Przykłady  pokazane  są  na  rysunku  K.
Każdy z tych obwodów (dwójników) ma jakąś wy−
padkową oporność. Oporność ta zależy od często−
tliwości.  Zamiast  ogólnego  określenia  „oporność
wypadkowa” używamy fachowego terminu impe−
dancja,  rzadziej:  oporność  zespolona.  Wypadko−
wa oporność przy szeregowym połączeniu rezysto−
ra  i kondensatora  (cewki)  nie  jest  zwykłą  sumą
R+X

C

(R+X

L

) 

Tym  wątkiem  też  nie  będziemy  się  bliżej  zaj−

mować.  Na  razie  zapamiętaj,  że  impedancja  to
oporność  wypadkowa  dotycząca  nie  tylko  prądu
stałego, ale i zmiennego.

Dlaczego obcina?

Stabilizator nie może zwiększyć napięcia. On nie−
jako obcina napięcie i z większego robi mniejsze
o stabilnej  wartości.  Zauważ,  że  napięcie  wyj−
ściowe  (każdego)  stabilizatora  musi  być  mniej−
sze  niż  najmniejsze  chwilowe  napięcie  na  kon−
densatorze  filtrującym.  Ilustruje  to  rysunek  L,
pokazujący  napięcia
bez  obciążenia  i przy
znacznym  obciążeniu
(Imax).  Gdyby  prąd
był  większy  niż  Imax,
napięcie  UA spadnie
jeszcze  bardziej,  tęt−
nienia  będą  jeszcze
większe  i stabilizator
nie  będzie  w stanie

utrzymać właściwego napięcia wyjściowego. Na−
pięcie wyjściowe zmniejszy się, i co gorsza, prze−
stnie być „czystym” napięciem stałym − pojawią
się w nim tętnienia.

Aby stabilizator mógł pracować poprawnie, mu−

si  na  nim  występować  określone  napięcie  (spadek
napięcia) – na rysunku L jest to napięcie U

ABmin

.

Jedną z istotnych wad prostych stabilizatorów jest

to, że do prawidłowego działania wymagają znaczne−
go spadku napięcia między wejściem a wyjściem. In−
aczej mówiąc, napięcie na obciążeniu musi być przy−
najmniej  o kilka  woltów  mniejsze  od  napięcia  na
kondensatorze filtrującym C1. Ma to ścisły związek
z bardzo ważną wielkością: mocą strat w tranzystorze
T1.  Czym  większe  napięcie  na  stabilizatorze,  tym
większe straty mocy i potrzebny jest większy radiator.

Stabilizatory scalony LM78xx i LM317 do pra−

widłowej pracy wymagają spadku napięcia na stabili−
zatorze  rzędu  1...2V,  zależnie  od  prądu  obciążenia.
Istnieją  też  specjalne  stabilizatory,  oznaczane  LDO
(z ang. Low Drop Out), pracujące poprawnie już przy
spadku napięcia na stabilizatorze rzędu 0,1...0,3V.

Pozwalają  one  lepiej  wykorzystać  możliwości

transformatora.

włosów,  na  ile  napięcie  w obu  układach

zmienia się z temperaturą. Stabilność jest

dużo lepsza, niż w przypadku diody Ze−

nera z ćwiczenia 10.

Poznane  elementy  można  stosować

do budowy zasilaczy, jednak zazwyczaj

wykorzystywane  są  do  innych  celów,

zwłaszcza  w aparaturze  pomiarowej,

właśnie jako źródła napięcia wzorcowe−

go (odniesienia)

Piotr Gó recki

Ciąg dalszy w kolejnym numerze EdW

Informacje dotyczące zestawu

EdW−04 do „Oślej łączki“ oraz

zasilacza A C 12/3 00 znajdują się

na stronie 120.

Rys. 20

Fot. 15

Rys. K

Rys. L

Ośla łączka

A4

76

T

E

C

H

N

I

K

A

L

I

A

T

E

C

H

N

I

K

A

L

I

A

T

E

C

H

N

I

K

A

L

I

A

T

E

C

H

N

I

K

A

L

I

A

Pamiętliwe akumulatory

Popularne akumulatory NiCd w postaci pojedynczych
og niw  o  napię ciu  1 ,2 V

zwykle  sprawiają   swoim

właścicielom  sporo  kłopotó w.  Przyczyna  zwią zana
jest  z  ró ż ną   pojemnością   poszczeg ó lnych  og niw.
Podczas pracy połą czone są  one w szereg . Najsłab sze
og niwa rozładują  się  najszyb ciej i uniemoż liwią  pracę
lepszych  og niw.  G dy  potem  wszystkie  og niwa
włoż one  są   do  ładowarki,  te  silniejsze  mają   jeszcze
sporo energ ii i są  niepotrzeb nie ładowane.

W

nierozb ieralnych zestawach nie ma na to rady,

ale  w  przypadku  pojedynczych  og niw  warto  db ać   o
kondycję   wszystkich  og niw,  sprawdzać   ich  pojem−
ność  i eliminować  najsłab sze.

Ponadto  w  akumulatorach  NiCd  wystę puje  cza−

sem  zjawisko  zwane  efektem  pamię ciowym.
A kumulator,  z  któ reg o  nie  pob iera  się   całeg o  zg ro−
madzoneg o  ładunku  niejako  zapamię tuje  ten  fakt  i
zachowuje się  tak, jakb y stracił pojemność . A b y zapo−
b iec temu zjawisku, warto co jakiś czas naładować  i w
pełni  rozładować   akumulatory.  W

pełni  rozładować ,

nie znaczy rozładować  " do zera" , b o to jest szkodliwe,
tylko do napię cia około 0 ,8 ..0 ,9 V na og niwo. S łuż ą  do
teg o proste układy zwane rozładowarkami. Nie tylko
wyró wnują  one właściwości poszczeg ó lnych og niw.
K ilkakrotne naładowanie i kontrolne rozładowanie za
pomocą  rozładowarki pomag a przywró cić  pojemność
utraconą  w zwią zku z efektem pamię ciowym 

U wag a!  E fekt  pamię ciowy  wystę puje  tylko  w

akumulatorach NiCd. W olne od nieg o są  akumulato−
ry  NiM H ,  litowo−jonowe  i  kwasowe  (zwykłe  i
ż elowe).

Posiadana wiedza i umieję tnoś ci pozwo−
lą  Ci zb udować  najprawdziwszy zasilacz
lab oratoryjny  z reg ulacją   napię cia  i ob −
wodem  og raniczania  prą du.  O b wó d
og raniczania  prą du  przydaje  się   zwła−
szcza  podczas  eksperymentó w,  nie  do−
puszcza b owiem do nadmierneg o wzro−
stu  prą du  nawet  podczas  jakiejś   awarii
czy pomyłki.

S chemat  ideowy  pokazany  jest  na

rysunku 21a. D o znaneg o z ć wiczenia
1 3   stab ilizatora  L M 3 1 7   z rezystorem
(R 8 )  i potencjometrem  (P1 )  dodaliś my
kilka  poż ytecznych  ob wodó w.  T ranzy−
story  T 3 ,  T 4   oraz  rezystory  R 1 0 ,  R 1 1
tworzą   ob wó d  og ranicznika  prą dowe−
g o. G dy płyną cy przez ob cią ż enie prą d
jest  mały  i wywołuje  na  rezystorach
R 1 0 , R 1 1  spadek napię cia mniejszy niż
1 ,5 V ,  tranzystory  T 3 ,  T 4   są   zatkane
i nie  wpływają   na  pracę   stab ilizatora.
Napię cie  wyjś ciowe  wyznaczone  jest

przez  ustawienie  potencjometru  P1 .
G dy  prą d  wzroś nie  i na  rezystorach
R 1 0 ,  R 1 1   napię cie  b ę dzie  rzę du  1 ,5 V ,
zaczną   przewodzić   tranzystory  T 3 ,  T 4 .
T ranzystor  T 4   „ ś cią g nie  na  dó ł”   koń −
có wkę   A D J   stab ilizatora,  czyli  ob niż y
napię cie na tej koń có wce i tym samym
na wyjś ciu stab ilizatora, nie dopuszcza−
ją c do dalszeg o wzrostu prą du. Prą d zo−
stanie og raniczony do wartoś ci wyzna−
czonej przez R 1 0 , R 1 1 . Przewidziano tu
dwa  rezystory,  b y  łatwiej  dob rać   po−
trzeb ny  prą d.  Przewidziano  też   dodat−
kowe rezystory R 1 2 ...R 1 5 , b y za pomo−
cą  trzypozycyjneg o przełą cznika moż na
b yło  wyb rać   jeden  z trzech  zakresó w
prą dowych.

O b wó d T 5 , R 9 , D 7  pełni rolę  kontrol−

ki zasilania; jest też  wstę pnym ob cią ż e−
niem  stab ilizatora,  dzię ki  czemu  moż na
ś miało  zastosować   potencjometr  o war−
toś ci 1 0 kΩ (zob acz T E CH NIK A L IA ).

37

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

O ś la łą c z ka

A 4

7 7

Ć wic z en ie 1 5    

Z as ilac z  lab oratoryjn y

T
E
C
H
N
I

K
A
L
I

A

E

L

E

M
E

N

T

a

rz

  E

L

E

M
E

N

T

a

rz

  E

L

E

M
E

N

T

a

rz

  E

L

E

M
E

N

T

a

rz

  E

L

E

M
E

N

T

a

rz

Informacje dotyczące zestawu EdW−04 do „Oślej łączki“

znajdują się  na stronach  48  i 8 0.

R ys . 2 1 a

O s c ylos kop

− najważ niejszy przyrzą d pomiarowy 

M am  nadzieję ,  ż e  masz  już   jakiś   multi−

metr. T o b ardzo potrzeb ny, wrę cz niezb ę dny
przyrzą d  pomiarowy.  J eszcze  b ardziej  przy−
datnym  przyrzą dem  pomiarowym  jest  dla
elektronika oscyloskop. T en przyrzą d pomia−
rowy,  wyposaż ony  w ekran,  umoż liwia  po−
miary  napię ć   stałych  oraz  zmiennych  −  ich
amplitudy,  kształtu,  czę stotliwoś ci,  okresu.
Przy  uż yciu  mniej  czy  b ardziej  skompliko−
wanych  przystawek  moż na  też   mierzyć   nim
prą dy i wiele innych wielkoś ci.

G eneralna zasada pracy oscyloskopu jest

prosta.  Na  ekranie  porusza  się   ś wiecą cy
punkt,  jasna  plamka.  W

czasie  normalnej

pracy plamka ta przesuwa się  po ekranie ru−
chem jednostajnym (przy czym jej prę dkoś ć
moż na  ustawić   dowolnie)  z lewej  strony
ekranu  do  prawej.  Potem  b łyskawicznie,
w drob nym ułamku sekundy wraca na lewą
stronę , itd... J eś li prę dkoś ć  ruchu plamki jest
duż a,  a proces  ten  się   powtarza  wiele  razy
na sekundę , nasze oko daje się  oszukać  i wi−
dzimy nie poruszają cą  się  plamkę , tylko po−
ziomą  linię .

K aż dy oscyloskop ma przynajmniej jed−

no  wejś cie.  G łó wne  wejś cie  oscyloskopu
oznaczone jest literą  Y . Napię cie podane na
to wejś cie odchyla plamkę  w pionie, w g ó rę
(dodatnie napię cie) lub  w dó ł (ujemne).

Brzęczyk  piezo  Y1  pełni  bardzo  po−

żyteczną funkcję i wskazuje, że z napię−
ciem wyjściowym coś jest nie w porząd−
ku. Odzywa się on podczas przeciążenia,
gdy  działa  obwód  ogranicznika  prądo−
wego oraz wtedy, gdy stabilizacja napię−
cia  wyjściowego  jest  niepewna  lub

w ogóle  nie  ma  stabilizacji  (przy  nasta−
wieniu dużej wartości napięcia wyjścio−
wego, gdy transformator „nie daje sobie
rady”  i napięcie  na  nim  się  obniża).
Brzęczyk podczas przeciążenia jest włą−
czany  przez  tranzystor  T3,  natomiast
przy  braku  stabilizacji  przez  tranzystor
T2,  a dodatkowo  zaświeca  się  wtedy

czerwona dioda D6 . W czasie normalnej
pracy przewodzi tranzystor T1, na rezy−
storze  R1  występuje  praktycznie  całe
napięcie  zasilania  i tranzystor  T2  nie
może  włączyć  brzęczyka  i diody  D6 .
Elementy  R2,  R3,  C2,  D5  ustalają  wa−
runki  pracy  brzęczyka  Y1,  a dioda  D5
nie ma nic wspólnego ze stabilizacją na−
pięcia wyjściowego, tylko ogranicza na−
pięcie na brzęczyku.

Model pokazany na fotografii 16  zo−

stał zmontowany na płytce drukowanej,
zaprojektowanej  specjalnie  na  potrzeby

tego ćwiczenia.

Trzypozycyjny  przełącznik  dołączo−

ny do punktów K (środkowa końcówka
przełącznika),  L,  M (skrajne  końcówki)
pozwala  wybrać  zakres  prądu.  W środ−
kowym  położeniu  przełącznika  wartość
prądu wyznacza rezystor R10. Przy war−

tości  47Ω maksymalny  prąd  użyteczny
wynosi  10...20mA,  a przy  zwarciu  prąd
nie  przekracza  30mA.  Dołączenie  rezy−
storów R12 lub R14 zwiększa zakres do
około  40...80mA i 200..400mA.  Takie
zakresy są optymalne przy zastosowaniu
zasilacza AC12/300. 

Kto  chciałby  zmienić  wartość  prądu

maksymalnego,  może  dowolnie  zmie−
niać wartości rezystorów R10...R15, pa−
miętając, że przy większych prądach bę−
dą się grzać i że stabilizator LM317 ma
wewnętrzne obwody ograniczające prąd
wyjściowy  do  1...1,5A (dla  pewności,
nawet w układzie podstawowym małego
pojedynczego rezystora 2,2Ω należałoby
zastosować  rezystor  o mocy  1W lub
cztery  małe  rezystory  2,2Ω połączone
szeregowo−równolegle).

Model  został  sfotografowany  bez  ra−

diatora, ale do poprawnej pracy potrzeb−
ny jest radiator, choćby w postaci kawał−
ka  aluminiowej  blachy  o powierzchni
80...100cm2.

Płytka  drukowana  modelu  pokazana

jest na rysunku 21b. Bardziej wprawni
mogą wykorzystać dużo mniejszą płytkę
z rysunku 21c .

38

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Ośla łączka

A4

78

Jeśli na wejście Y podamy napięcie stałe,

pozioma linia po prostu przesunie się w górę
lub w dół, zależnie od biegunowości i wiel−
kości tego napięcia. Jeśli na wejście zostanie
podane napięcie zmienne, na ekranie pojawi
się obraz zmian napięcia w czasie.

Większość oscyloskopów ma dwa wejścia

i może jednocześnie rysować na ekranie dwa
przebiegi.  Są  to  oscyloskopy  dwukanałowe.
F o to g rafia 11 p o kazuje  o sc ylo sko p  d w uka−
nało w y firm y ES CO R T,  a nastę p na fo to −
g rafia,  ręczny,  przenośny  oscyloskop  HPS5
firmy  Velleman,  oba  dostępne  w sieci  han−
dlowej AVT.

Nie sposób w czasie jednej wyprawy przeka−

zać  wszystkich  ważnych  informacji  o oscylo−
skopie.  Jeśli  zdecydujesz  się  na  zakup  takiego
niezmiernie  po−
żytecznego  przy−
rządu,  przestu−
diuj  uważnie  in−
strukcję  obsługi.
potem  używając
go, 

stopniowo

poznasz  wszyst−
kie  jego  tajniki.
Nie zaszkodzi też
spytać  o szcze−
góły bardziej do−
świadczonych
elektroników.

Rys. 21b

Rys. 21b

F

F

o

o

t

t

.

.

 

 

1

1

6

6

Fot. 11

Fot. 12

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

 E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M

E

N

T

a

r

z

  

  

Na rynku można spotkać róż−
ne rodzaje akumulatorów. Z a−
sady  ładowania  poszczegól−
nych rodzajów akumulatorów
są różne. Akumulatory niklo−
wo−kadmowe  (NiCd)  można
ładować 

dużym 

prądem

w krótkim  czasie  1,5...3  go−
dzin, ale Ty na razie tego nie
próbuj,  bo  jakakolwiek  po−
myłka skończy się uszkodze−
niem  akumulatora,  a nawet
wybuchem. Bez ryzyka prze−
ładowania akumulatory NiCd
ładuje się niewielkim prądem
o niezmiennej wartości przez
kilkanaście godzin. 

Ł adowarki  można  wyko−

nać  w różny  sposób.  W naj−
prostszym przypadku wystar−
czy  wykorzystać  prostownik
mostkowy  (nawet  bez  kon−
densatora) i odpowiednio do−
brany  rezystor  ograniczający
prąd  w układzie  według  ry−
sunku 22. Gwiazdka przy re−
zystorze  wskazuje,  że  jego
wartość należy dobrać samo−
dzielnie, by uzyskać potrzeb−
ną wartość prądu. Układ taki można sto−
sować do ładowania pojedynczych aku−
mulatorków o napięciu 1,2V.

Reguła jest prosta: podaną na akumu−

latorze  pojemność  w miliamperogodzi−
nach  (mAh)  trzeba  podzielić  przez  10  –
wynik to natężenie prądu ładowania. Ta−
kim prądem trzeba ładować ogniwo przez
14...16 godzin. Przykładowo dla akumu−
latorków o pojemności 750mAh prąd ła−
dowania powinien wynosić 75mA.

Do  ładowania  zestawów  o wyższym

napięciu warto zastosować tę samą regu−
łę, ale inne rozwiązanie układowe, gdzie
prąd ma dokładnie ustaloną wartość. Po−
trzebne jest do tego jakieś ź ródło prądo−
we. Można je zbudować w oparciu o sta−
bilizator  LM317  według  rysunku  23
i fotografii  17 .  Jeden  jedyny  rezystor
wyznacza wartość prądu (I =  1,25V/R1).
W razie  potrzeby  dodaj  mały  radiator
z kawałka blachy.

39

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Ośla łączka

A4

79

Ćwiczenie 16

Ł ad owanie akumulatoró w N iC d .

S tabilizator prąd u

Rys. 23

Zasilacz laboratoryjny

Fotografia  13 pokazuje  fabryczny  zasilacz
laboratoryjny, dostępny w ofercie handlowej
AVT. Taki zasilacz daje możliwość regulacji
napięcia i prądu maksymalnego. Dodatkowo
ma wskaźniki, pokazujące wartości napięcia
i prądu.

W praktyce,  zwłaszcza  podczas  urucha−

miania  i konstruowania  prototypów,  bardzo
przydatne  są  obwody  nie  pozwalające  prze−
kroczyć  nastawionej  wartości  prądu,  nawet
w przypadku  zwarcia.  Pozwala  to  uchronić
przed zniszczeniem zasilane układy.

Czy wiesz, ż e...

wejście Y oscyloskopu zawsze do−

łącza się do badanego obwodu równole−

gle, podobnie jak woltomierz.

E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

  

E

L

E

M
E

N

T

a

r

z

Rys. 22

Fot. 13

Fot. 17

Ćwiczenie 17

Rozładowarka akumulatorków NiCd

Po co komu rozładowarka? Odpowiedzi
szukaj w TECHNIKALIACH (Pamiętli−
w e  ak u mu lato r y

).

Jeśli  korzystasz  z pojedynczych  aku−

mulatorów NiCd o napięciu 1,2V, wyko−
naj  rozładowarkę  −  bardzo  pożyteczny
przyrząd,  który  przedłuży  ich  żywot−
ność.  Co  kilka  cykli  pracy  wszystkie
akumulatory  warto  naładować  i za  po−
mocą rozładowarki całkowicie opróżnić.
Każde  ogniwo  należy  rozładować  od−

dzielnie. Można  do  tego  wykorzystać
kilka  jednakowych  układów  o schema−
cie z rysunku 24 i fotografii 18. Trzeba
je dołączyć do ogniw i zostawić na czas
nie krótszy niż 4 godziny, np. na noc. Ta−
ka rozładowarka nie rozładuje akumula−
torka do zera. Gdy napięcie akumulatora
wynosi 1,2V, prąd rozładowania wynosi
240mA.  Przy  1V jeszcze  150mA,  przy
0,9V –  39mA,  przy  0,8  tylko  4,1mA,
a przy  0,65V mniej  niż  0,2mA.  Ze

względu na znaczny prąd, tranzystor T3
nie może być typu BC548. Trzeba zasto−
sować inny typ np. BC337 o prądzie ko−
lektora 1000mA i mocy strat 800mW al−
bo jakiś tranzystor mocy NPN.

Jeśli ktoś chce zwiększyć prąd rozłado−

wania, może dodać jeszcze jeden lub dwa
rezystory 2,2Ω równolegle do R3, R4.

W przypadku małego nierozbieralne−

go zestawu kilku akumulatorów o napię−
ciu 3,6V lub wyższym, do rozładowania

można  wykorzystać  prościutki  układ
według  rysunku  25.  Tu  sprawa  jest
odrobinę  trudniejsza  i trzeba  odpowie−
dnio  ustawić  potencjometr  P1,  który
umożliwia ustawienie końcowego napię−
cia  rozładowania.  Napięcie  to  powinno
wynosić  mniej  więcej  0,8V/ogniwo,
czyli  około70%   napięcia  nominalnego
akumulatora.  Na  rysunku  pokazana  jest

charakterystyka  uzyskana
z jednym rezystorem 2,2Ω,
przy  jakimś  przypadko−
wym  ustawieniu  potencjo−
metru. Fotografia  19 po−
kazuje prowizoryczny mo−
del rozładowarki do zesta−
wów  o napięciu  nominal−
nym co najmniej 3,6V.

Rys. 24

Wypadkowa  rezystancja  rezystorów
R3...R5  wyznacza  prąd  rozładowania,
który  z kolei  powinien  być  proporcjo−
nalny  do  pojemności  zestawu.  Przy  za−
stosowaniu  jednego  rezystora  R3
(2,2Ω),  prąd  rozładowania  jest  odpo−
wiedni dla akumulatorów o pojemnosci
150...300mAh.  Z dwoma  rezystorami
R3 i R4 (po 2,2Ω) prąd jest odpowiedni
dla  akumulatorów    o pojemnościach 

250...600mAh.  Z trzema  rezystorami
R3...R5  prąd  jest  odpowiedni  dla  aku−
mulatorów  o  pojemności  450  ...
1000mA. Z akumulatorami o wyższych
napięciach  tranzystor  T3  będzie  się
grzał i należy zastosować radiator w po−
staci kawałka blachy. Bez radiatora tran−
zystor mocy w obudowie TO−220 może
rozproszyć tylko 1,5...2W mocy strat. 

Moc strat można obliczyć dość dokła−

dnie,  mnożąc  napięcie  na  tranzystorze
(Uaku−1,5V) przez prąd rozładowania. 

Przykładowo  dla  wspomnianego  aku−

mulatora 7,2V 600mAh przy prądzie rozła−
dowania 200mA w tranzystorze T3 wydzie−
li  się  moc  około  (7,2−1,5)* 0,2A=  1,14W.
W zasadzie  radiator  nie  jest  konieczny,
ale tranzystor będzie bardzo gorący i bę−
dzie  miał  temperaturę  ponad  + 100

o

C.

Warto więc dodać niewielki radiator.

40

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Ośla łączka

A4

80

Fot. 18

Fot. 19

Rys. 26

Rys. 27

Ćwiczenie 17

Ładowanie akumulatorów kwasowych .

Zasilacz buforowy

Rys. 25

45

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Ośla łączka

A4

81

Duże akumulatory kwasowe (ołowiowe)
zwykle ładuje się prądem o stałym natę−
żeniu przez czas potrzebny do ładowania
120...130% pojemności nominalnej 

Do ładowania akumulatorów o napię−

ciu 12V i pojemności rzędu kilkudziesię−
ciu  amperogodzin  można  wykorzystać
sprawdzony  w praktyce  sposób  z trans−
formatorem  bezpieczeństwa,  żarówką
i mostkiem  prostowniczym  według  ry−
sunku  26 .  Transformator  bezpieczeń−
stwa  ma  napięcie  wyjściowe  24V,  ale
12−woltowemu akumulatorowi nic złego
się  nie  stanie,  bo  żarówka  ograniczy
prąd i napięcie do bezpiecznej wartości.
Prąd  ładowania  zależy  od  mocy  użytej
żarówki (40...200W). Oczywiście trzeba
zastosować  mostek  prostowniczy  o od−
powiednio dużym prądzie. 

Małe  akumulatory  kwasowo−ołowio−

we są powszechnie używane jako źródło
zasilania  rezerwowego  w systemach
alarmowych. Tu ich praca nie polega na
cyklicznym  ładowaniu  i rozładowywa−
niu,  tylko  pozostają  one  stale  w stanie
naładowania, gotowe w każdej chwili do
działania.  Nazywa  się  to  pracą  buforo−
wą.  W takim  przypadku  wykorzystuje
się inny sposób ładowania. Akumulator
dołącza się na stałe do zasilacza (stabili−
zatora) o precyzyjnie dobranym napięciu
wyjściowym. W warunkach domowych,
gdzie zmiany temperatury są niewielkie
(+15...+30

o

C),  można  wykorzystać  pro−

sty zasilacz według rysunku 27 z ukła−
dem LM317 i dodatkową diodą D1, za−
bezpieczającą  przed  rozładowaniem
akumulatora w przypadku zaniku napię−

cia sieci. Napięcie zasilacza należy usta−
wić za pomocą potencjometru P1, by na
wyjściu  (za  diodą,  czyli  na  akumulato−
rze)  uzyskać  13,8...14,0V.  Rezystor  R4
decyduje o maksymalnym prądzie łado−
wania.  Dla  prądu  maksymalnego  0,5A,
R4  powinien  mieć  wartość  1,2Ω.  Ze
względu na moc strat warto zastosować
dwa  połączone  równolegle  rezystory
2,2Ω.  Układ  LM317  powinien  być  wy−
posażony w mały radiator.
Wartość R4 można obliczyć ze wzoru
R4 =0,6V/Imax .

P iotr G ó recki

Informacje  dotyczące zestawu

EdW−04  do „Oślej łączki“ znajdują się

na stronach 88 i 1 2 0.

B ib lio te c z k a  P ra k ty k a

Stabilizatory scalone

Obecnie  zdecydowanie  najpopularniejsze  są  trzykońcówkowe
stabilizatory rodzin 78X X , 79X X  oraz kostki LM317 i LM337.
Układy rodzin 78X X  oraz 79X X  mają fabrycznie ustalone na−
pięcie wyjściowe − dwie ostatnie cyfry oznaczenia określają na−
pięcie  wyjściowe.  Najczęściej  używane  stabilizatory  to  7805
(5V), 7809 (9V) i 7812 (12V).  Napięcie wyjściowe układów
LM317 i LM337 nie jest fabrycznie ustalone. Układy te mają
odmienną budowę, dzięki czemu za pomocą dwóch rezystorów
można  regulować  napięcie  wyjściowe  w szerokich  granicach,
począwszy od 1,25V do kilkudziesięciu woltów.

Oprócz tych najpopularniejszych układów, różni producen−

ci  oferują  wiele  innych  typów  o takim  samym  układzie  wy−
prowadzeń.  Można  je  stosować  wymiennie,  mają  jednak
odmienne parametry, zwłaszcza wydajność prądową − podsta−

wowe  parametry  niektórych  podane  są  w tabelach .  W tabe−
lach 1 i 2 podano między innymi maksymalne napięcie wej−
ściowe, maksymalny prąd oraz prąd pobierany przez stabili−
zator.  W przypadku  stabilizatorów  regulowanych  (tabele  3
i 4)  podano  napięcie  maksymalne  między  wejściem  a wyj−
ściem  oraz  minimalny  prąd  obciążenia  ILmin  (przy  mniej−
szym  prądzie  obciążenia  napięcie  wyjściowe  może  być  wy−
ższe od wyznaczonego przez rezystory).

Każdy  elektronik  powinien  umieć  wykorzystać  scalone

stabilizatory.  Rysunki  1...4  pokazują  typowe  schematy  apli−
kacyjne tych układów oraz ich wygląd. Kondensatory C1, C2
powinny  być  umieszczone  możliwie  blisko  stabilizatora,
w odległości  co  najwyżej  5cm.  Kondensator  C1  może  być
jednocześnie kondensatorem filtru zasilacza. Jeśli jednak jest

T yp 

U wy 

V  

U wemax  

V  

Imax  

A 

Prąd stab. 

mA 

M oc strat 

W  

Rthjc 

K /W  

78xx 

5 ...2 4  

3 5  

1  

5  

2 0  

4  

78M xx 

5 ...2 4  

3 5  

0 ,5  

5  

7,5  

6  

78L xx 

5 ...2 4  

3 5  

0 ,1  

3  

0 ,5  

2 3 0  

78S xx 

5 ...2 4  

3 5  

2  

5  

2 5  

3  

78T xx 

5 ...1 5  

3 5  

3  

5  

3 0  

2 ,5  

L M 2 9 3 6  

5  

4 0  

0 ,0 5  

1 ,5  

0 ,5  

1 9 5  

L M 3 4 0  

5 ...1 5  

3 5  

1 ,5  

5  

2 0  

4  

T L 780  

5 ...1 5  

3 5  

1 ,5  

3 ,5  

1 5  

5  

T ab. 1 Stabilizatory napięć  dodatnich o ustalonym 

napięciu wyjściowym

T yp 

U wy 

V  

U wemax  

V  

Imax  

A 

Prąd stab 

mA 

M oc strat 

W  

Rthjc 

K /W  

79 xx 

−5 ...−2 4  

−2 5  

1  

5  

1 5  

5  

79 M xx 

−5 ...−2 4  

−3 5  

0 ,5  

5  

7,5  

6  

79 L xx 

−5 ...−2 4  

−3 0  

0 ,1  

2  

0 ,5  

1 80  

L M 2 9 9 0  

−5 ...−1 5  

−2 6  

1  

9  

2 0  

2 ,5  

L M 3 2 0  

−5 ...−1 5  

−2 5  

1 ,5  

1  

1 5  

4  

L M 3 4 5  

−5  

−2 0  

3  

1  

2 5  

2  

T ab. 2 Stabilizatory napięć  ujemnych o ustalonym 

napięciu wyjściowym

Rys. 1

Rys. 2

B

I

B

L

I

O

T

E

C

Z

K

A

P

R

A

K

T

Y

K

A

oddalony od układu scalonego więcej niż o 5cm, należy dodać
niewielki  kondensator  blisko  nóżek  układu  scalonego.  Choć
niektórzy amatorzy nie stosują kondensatorów pokazanych na
rysunkach, warto je stosować i umieszczać blisko układu sca−
lonego −  kondensatory te zapobiegną przykrym niespodzian−
kom (tak zwanemu samowzbudzeniu). Wzory, podane na ry−
sunkach 3, 4, pozwolą obliczyć wstępnie wartość R2 w zależ−

ności  od  zastosowanej  wartości  R1  i potrzebnego  napięcia
wyjściowego Uwy. Aby precyzyjnie dobrać napięcie wyjścio−
we, w miejsce R2 należy włączyć połączone szeregowo rezy−
stor i potencjometr montażowy.

Gdy potrzebne jest tylko jedno napięcie wyjściowe, można

zastosować dowolny z wymienionych stabilizatorów − poka−
zuje to w uproszczeniu rysunek 5, na którym nie zaznaczono
kondensatorów.  Jednak  gdy  potrzebne  są  napięcia  o różnej
biegunowości względem masy, trzeba zastosować pary stabi−
lizatorów − dwa przykłady pokazane są na rysunku 6.

Nie  będę  Cię  wprowadzał  w szczegóły,  ale  wiedz,  że

w przypadku  stosowania  układów  LM317  oraz  LM337
producenci zalecają na wszelki wypadek stosować rezystor
R1 o wartości 130Ω. Jeśli stabilizator będzie zawsze obcią−
żony  i prąd  pobierany  z niego  nie  będzie  mniejszy 
niż 

10mA, 

wartość 

R1 

można 

zwiększyć 

do

470Ω (220...680Ω)  i wtedy  do  regulacji  można  wykorzy−
stać potencjometr o popularnej wartości 10kΩ − tak też zro−
biliśmy w ćwiczeniu 6 i 15.

Wszystkie stabilizatory mają wewnętrzne zabezpieczenia,

w tym  termiczne,  dzięki  czemu  trudno  je  uszkodzić.  Aby
jednak  w pełni  wykorzystać  możliwości  stabilizatorów

w obudowach  mocy  TO−220,  trzeba  zastoso−
wać radiatory.

Zasilacz 

bezp rzerw ow y

Jeśli w jakimś układzie napięcie zasilające nie mo−
że zaniknąć w razie awarii zasilacza, należy zasto−
sować baterię rezerwową. Najprostszy sposób po−
kazany jest na rysunku 7. 

46

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Ośla łączka

A4

82

Typ 

Uwy 

V 

UIOmax 

V 

Imax 

A 

IL min 

mA 

Moc strat 

W 

Rthjc 

K/W 

LM317 

1,25...37 

40 

1,5 

3,5 

20 

3 

LT317 

1,25...37 

40 

1,5 

3,5 

20 

3 

LM317H V  

1,25...57 

60 

1,5 

3,5 

20 

3 

LM317M 

1,25...37 

40 

0,5 

3,5 

7,5 

7 

LM317L 

1,25...37 

40 

0,1 

3,5 

0,6 

170 

LM338 

1,25...32 

35 

5 

3,5 

25 

4 

LT338 

1,25...32 

35 

5 

3,5 

25 

4 

LM350 

1,3...33 

35 

3 

3,5 

25 

4 

TL783 

1,25...125 

125 

0,7 

15 

20 

4 

Typ 

Uwy 

V 

UIOmax 

V 

Imax 

A 

IL min 

mA 

Moc strat 

W 

Rthjc 

K/W 

LM337 

−1,25...−37 

−40 

1,5 

2,5 

15 

4 

LT337 

−1,25...−37 

−40 

1,5 

2,5 

15 

4 

LM337H V  

−1,25...−47 

−59 

1,5 

2,5 

20 

3 

LM337M 

−1,25...−37 

−40 

0,5 

2,5 

7,5 

7 

LM337L 

−1,25...−37 

−40 

0,1 

3,5 

0,6 

160 

LM333 

−1,25...−32 

−35 

3 

2,5 

30 

4 

LT1033 

−1,25...−32 

−35 

3 

2,5 

30 

4 

Tab. 4 Stabilizatory napięć ujemnych o reg ulowanym 

napięciu wyjściowym

Tab. 3 Stabilizatory napięć dodatnich o reg ulowanym 

napięciu wyjściowym

Rys. 6

Rys. 7

Rys. 3

Rys. 4

Rys. 5

B

I
B

L

I
O

T

E

C

Z

K

A

P

R

A

K

T

Y

K

A

·
 
B

I
B

L

I
O

T

E

C

Z

K

A

P

R

A

K

T

Y

K

A

47

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

A4

83

Należy pamiętać, że w tym prostym układzie prąd jest pobierany ze
źródła, które w danej chwili ma wyższe napięcie. Aby uniknąć roz−
ładowania baterii, napięcie wyjściowe stabilizatora musi być wyższe,
niż napięcie świeżej baterii (które jest znacząco większe od napięcia
nominalnego).

Akumulatory 

i baterie

Podczas ładowania akumulatora prąd płynie od "plusa" zasi−
lacza (prostownika) do "plusa" akumulatora. Ilustruje to rysu−
nek  8a.  Odwrotne  dołączenie  akumulatora  spowoduje  prze−
pływ  dużego  prądu  i zwykle  kończy  się  uszkodzeniem  pro−
stownika, dlatego rysunek 8b jest przekreślony.

Można łączyć baterie i akumulatory szeregowo. Powinny

to jednak być ogniwa jednakowego typu i o tej samej pojem−
ności. Napięcie zespołu jest sumą napięć ogniw, a pojemność
zestawu jest taka, jak pojemność pojedynczego ogniwa (ina−
czej, niż przy szeregowym łączeniu kondensatorów).

Nie zaleca się równoległego łączenia baterii i akumulato−

rów.  Teoretycznie  przy  równoległym  połączeniu  jednako−
wych  ogniw  wypadkowa  pojemność  jest  sumą  pojemności
ogniw.  Gdy  jednak  poszczególne  ogniwa  będą  mieć  różne
właściwości,  może  nastąpić  przepływ  dużego  prądu  między
ogniwami  i ich  uszkodzenie  lub  choćby  niepotrzebna  strata
części energii.

Ł ą czenie 

transf ormatoró w

Uzwojenia  wtórne  transformatorów  sieciowych  można  łą−
czyć szeregowo. Choć występują na nich napięcia zmienne,
trzeba  zwracać  uwagę  na  "bie−
gunowość",  nazywaną  prawi−
dłowo  fazą.  Dlatego  na  nie−
których  schematach  wyróżnia
się  końcówki  sąsiednich  uzwo−
jeń  transformatora  za  pomocą
kropek lub gwiazdek. Przy wła−
ściwym  fazowaniu  napięcie
wyjściowe jest sumą napięć obu
uzwojeń  −  patrz  rysunek  9a.
Nieprawidłowe  połączenie  sze−
regowe  dwóch  jednakowych

uzwojeń  da  na  wyjściu  napięcie...  równe  zeru  −  ilustruje  to
rysunek 9b. 

Dotyczy  to  również  tak  zwanego  podwajacza  mostkowe−

go.  Prawidłowe  połączenia  pokazane  są  na rysunku  10 a.
Przy niewłaściwym połączeniu uzwojeń układ będzie wpraw−
dzie pracował, ale nastąpi prostowanie półokresowe. Ilustruje
to rysunek 10 b. Prawidłowość połączeń można łatwo spraw−
dzić  za  pomocą  woltomierza  napięcia  zmiennego  −  napięcie
między punktami A, C musi być równe sumie napięć między
punkami A, B oraz B, C. Jeśli jest bliskie zeru, należy zamie−
nić końcówki jednego z uzwojeń.

Nie należy łączyć uzwojeń równolegle (rysunek 11a), bo

nawet przy właściwym fazowaniu nieuniknione małe różnice
napięć spowodują przepływ dużych prądów wyrównujących
między  uzwojeniami,  co  spowoduje  grzanie  transformatora
i utratę mocy użytecznej. Jeśli z kilku uzwojeń trzeba uzyskać
większy prąd i większą moc, można wykorzystać kilka jedna−
kowych  uzwojeń  lub  transformatorów,  ale  każde  powinno
pracować na oddzielny prostownik. Przykłady pokazane są na
rysunkach 11b, 11c.

B

I
B

L

I
O

T

E

C

Z

K

A

P

R

A

K

T

Y

K

A

·
 
B

I
B

L

I
O

T

E

C

Z

K

A

P

R

A

K

T

Y

K

A

Rys. 8

Rys. 10

Rys. 11

Rys. 9

Ośla łączka