Zespół Szkół nr 9 im. Romualda Traugutta
w Koszalinie

Instrukcja do ćwiczenia

Temat: Badanie stabilizatorów napięcia

Koszalin rok szk. 2002/2003

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się budową i zasadą działania stabilizatorów o działaniu ciągłym.

Przebieg ćwiczenia

Wszystkie pomiary zawarte w tej instrukcji należy wykonać dla trzech stabilizatorów:

1. stabilizator z diodą Zennera.

2. stabilizator kompensacyjny tranzystorowy.

3. stabilizator kompensacyjny na układzie scalonym.

1. Pomiar sprawności

Sprawność należy wyznaczyć ze stosunku mocy wyjściowej do mocy wejściowej (pobranej z prostownika).

η =
100%

Aby wyznaczyć moc wyjściową i wejściową należy zmierzyć prąd i napięcie na wejściu i wyjściu stabilizatora.

Rys. 1. Układ pomiarowy

R_d­ - rezystor dekadowy jako obciążenie

Sprawność wyznaczyć ze wzoru:

η=
100%

gdzie:

U_wy i U_we- napięcie wyjściowe i wejściowe.

I_wy i I_we - prąd wyjściowy i wejściowy.

Dla stabilizatorów kompensacyjnych pomiaru sprawności dokonać dla trzech napięć wyjściowych 5V, 10V i 15V. Rezystorem dekadowym R_d ustawić wartość prądu obciążenia I_wy = 300mA, a dla stabilizatora z diodą Zennera - 100mA.

Wyniki pomiarów i obliczenia zapisać w tabeli.

	Uwy	Iwy	Uwe	Iwe	Pwy	Pwe	η
		[V]	[mA]	[V]	[mA]	[W]	[W]	[%]
Dioda Zennera	12	20
Układ tranzystorowy	5	150
		10	300
		15	300
	Układ scalony	5	150
		10	300
		15	300

2. Pomiar charakterystyki wyjściowej U_wy = f (I_wy­)

Rys. 2. Układ pomiarowy.

Pomiaru charakterystyki wyjściowej dokonać dla trzech napięć wyjściowych 5V, 9V i 12V ustawionych przy braku obciążenia I_wy = 0.

Zmieniając wartość rezystancji R_d ustawić podane w tabeli wartości prądu obciążenia i odczytywać wartości napięcia wyjściowego U_wy.

Wyniki zanotować w tabelce i wykonać wykres U_wy =f(I_wy) dla każdego układu.

	I­wy	[mA]	0	10	20	40	60	80	100	150	200	250	300	350	400
Dioda Zennera	U­wy	[V]	12
Układ tranzystorowy	U­wy	[V]	5
		U­wy	[V]	9
		U­wy	[V]	12
	Układ scalony	U­wy	[V]	5
		U­wy	[V]	9
		U­wy	[V]	12

3. Wyznaczenie współczynnika stabilizacji obciążeniowej S_o.

Do wyznaczenia współczynnika stabilizacji obciążeniowej należy wykorzystać wyniki pomiarów z punktu 2. Z charakterystyk wyjściowych stabilizatora wyznaczyć odpowiednie dane z prostoliniowej ich części jak to przestawiono na rys. poniżej.

Rys. 3. Przykładowa charakterystyka wyjściowa stabilizatora.

Współczynnik obliczyć ze wzoru:

S_o =
100%

a wyniki przedstawić w tabeli:

	Uwy ­max	Uwy ­min	So [%]
Dioda Zennera	12 V
Układ tranzystorowy	5 V
		9V
		12 V
	Układ scalony	5 V
		9V
		12 V

4. Pomiar współczynnika tłumienia tętnień.

Pomiar polega na wyznaczeniu charakterystyki współczynnika tłumienia tętnień w funkcji prądu obciążenia K_tu = f(I_wy). Schemat układu pomiarowego przedstawiony jest poniżej.

Rys. 4.Układ pomiarowy.

mA - miliamperomierz prądu stałego

~V - miliwoltomierz napięcia zmiennego

Dla różnych wartości prądu obciążenia I_wy i napięciu wyjściowym równym 12 V, zmierzyć wartości napięcia tętnień na wejściu i wyjściu stabilizatora. Współczynnik tłumienia tętnień obliczyć według następującego wzoru:

K_tu =

Wyniki zanotować w tabelce i wykreślić wykresy.

	I­wy	[mA]	10	60	100	200	300
Dioda Zennera	Uwet	[mV]
		Uwyt	[mV]
		Ktu	[%]
	Układ tranzystorowy	Uwet	[mV]
		Uwyt	[mV]
		Ktu	[%]
	Układ scalony	Uwet	[mV]
		Uwyt	[mV]
		Ktu	[%]

5

5

4

Badanie stabilizatorów napięcia.

5

Instrukcja do ćwiczenia.