Предварительное задание к эксперименту

 

Для компенсационного стабилизатора напряжения (рис.6.2) рассчитать K _ст и R _вых, если R 1=6, 8 кОм; R 3=1, 2 кОм; R 4=6, 8 кОм; для транзистора VT2: h ₁₁=1, 2 кОм; h ₂₁=180. Входное и выходное напряжения принять U _вх=22 В; U _вых=12 В.

Используя метод эквивалентного генератора при U _вых холостого хода 12 В и рассчитанном в п.1 значение R _вых, определить изменение выходного напряжения DU и выходное напряжение стабилизатора при заданном в табл.6.1 токе нагрузки I _н.

Рассчитать R _вых стабилизатора тока (рис.6.3), если R 2=180 Ом, дифференциальное сопротивление стабилитрона r _д=35 Ом. Транзистор VT имеет следующие параметры: h ₁₁=50 Ом; h ₂₂=1 мСм; h ₂₁=30.

Определить для стабилизатора тока максимально допустимое сопротивление нагрузки R _{н max} при U _вх и I _вых, заданных в табл.6.1. Принять DU =1 В. Используя результаты расчетов по п.3 и п.4, определить относительное изменение выходного тока DI _вых/ I _{вых к} при изменении сопротивления нагрузки от 0 до R _{н max} (I _вых.к - ток при R _н=0).

Таблица 6.1

Варианты
I н, мА
U вх, В
I вых, мА

 

Порядок выполнения эксперимента

 

Входное напряжение U _вх на стабилизаторы подается от выпрямителя, который исследовался в лабораторной работе 4. U _вх измеряется вольтметром V1.

Подготовить схему однофазного мостового выпрямителя с П -образным фильтром, поставив в нужное положение выключатели В1-В4.

Подключить нагрузку R _н к выходным клеммам стабилизатора напряжения и дополнительные цифровые приборы для измерения тока нагрузки I _н и выходного напряжения U _вых.

Включить выключатель стабилизатора напряжения и выключатель выпрямителя (выключатель стабилизатора тока должен быть выключен). При минимальном токе нагрузки снять зависимость U _вых (U _вх), изменяя U _вх от 0 до максимального значения с помощью регулятора напряжения U ₁. Построить график зависимости и определить по ней K _cm. Сравнить с расчетным по п.1 предварительного задания К _ст.

Установить максимальное входное напряжение U _вх. Изменяя сопротивление нагрузки во всем диапазоне, снять зависимость U _вых(I _н). Построить выходную характеристику стабилизатора и определить по ней R _вых. Сравнить с результатами расчетов по п.2 предварительного задания.

Отключить выключатели выпрямителя и стабилизатора напряжения. Подключить нагрузку к выходу стабилизатора тока.

Включить выключатель стабилизатора тока и выключатель выпрямителя. Установить с помощью регулятора U ₁ максимальное входное напряжение. Изменяя R _н во всем диапазоне, снять зависимость I _вых(U _вых). По полученным результатам рассчитать для каждого измерения R _н и построить I _вых(R _н). Определить R _{н max} и R _вых стабилизатора. Сравнить с результатами расчетов предварительного задания.

Установить минимальное сопротивление нагрузки R _н (минимальное U _вых). Изменяя U _вх от 0 до максимального значения, снять зависимость I _вых(U _вх). Построить график I _вых(U _вх) и определить K _cm. Сравнить с результатами расчетов предварительного задания.

 

Содержание отчета

 

Цель работы; полные схемы компенсационного стабилизатора напряжения и стабилизатора тока с обозначением всех элементов, указанием токов, напряжений; результаты расчета предварительного задания; результаты эксперимента в виде таблиц и графиков; результаты расчетов K _cm, R _вых по графикам; сравнительный анализ результатов.

Контрольные вопросы

 

1. Каково назначение электронных стабилизаторов? 2. Как устроен и как работает параметрический стабилизатор напряжения и тока? 3. Поясните назначение элементов схемы компенсационного стабилизатора напряжения? 4. От каких элементов зависит коэффициент стабилизации? 5. Как можно осуществить регулирование U _вых стабилизатора напряжения? 6. Поясните принцип действия стабилизатора тока. 7. Как можно изменить выходной ток стабилизатора? 8. Почему стабилизатор тока может работать только на нагрузку с R меньше R _нmax? 9. Почему стабилизатор тока и стабилизатор напряжения имеют разные выходные сопротивления?