Порядок выполнения работы
Измерение напряжения и вычисление тока через стабилитрон.
а) Постройте схему по рисунку 5.2 включите ее. Измерьте значение напряжения Uст на стабилитроне при значениях ЭДС источника E, приведенных в таблице 5.1 раздела "Результаты измерений", и занесите результаты измерений в ту же таблицу.
Значение ЭДС источника Е = 35 В
R = 300 Ом
Значение напряжения Uст на стабилитроне = 5,118 В
б) Вычислите ток Iст стабилитрона для каждого значения напряжения Uст используя формулу (5.1). Результаты вычислений занесите в таблицу.
Ток стабилизации стабилитрона Iст может быть определен вычислением падения напряжения на резисторе R
Iст = (E — Uст)/R
Iст = (35 В – 5,118 В)/300 Ом = 0,099607 А = 99,607 мА
Iст = (20 В – 5,1 В)/300 Ом = 0,049667 А = 49,667 мА
Iст = (15 В – 5,090 В)/300 Ом = 0,033033 А = 33,033 мА
Iст = (10 В – 5,072 В)/300 Ом = 0,016427 А = 16,427 мА
Iст = (6 В – 5,030 В)/300 Ом = 0,03233 А = 3,233 мА
Iст = (4 В – 4 В)/300 Ом = 0 А = 0 мА
Iст = (0 В – 0 В)/300 Ом = 0 А = 0 мА
в) По данным таблицы (5.1) постройте вольтамперную характеристику стабилитрона.
г) Оцените по вольтамперной характеристике стабилитрона напряжение стабилизации.
Напряжение стабилизации Uст определяется напряжением на стабилитроне при протекании тока стабилизации Iст = 5,1 В
д) Вычислите мощность Рст, рассеиваемую на стабилитроне при ЭДС источника Е = 20 В.
Напряжение стабилизации стабилитрона Uст определяется точкой на вольтамперной характеристике, в которой ток стабилитрона резко увеличивается. Мощность рассеивания стабилитрона Рст вычисляется как произведение тока Iст на напряжение Uст:
Рст = Iст·Uст
Рст = 16,427 мА * 5,072 В = 0,833 Вт
е) Измерьте наклон ВАХ в области стабилизации напряжения и оцените дифференциальное сопротивление стабилитрона в этой области.
Дифференциальное сопротивление стабилитрона вычисляется так же, как для диода, по наклону вольтамперной характеристики:
Rдиф= dUст/dIст.
Rдиф= 4,201/ 28,852 = 0,146
2. Получение нагрузочной характеристики параметрического стабилизатора (схема на рисунке 5.3).
а) Подключите резистор Rн =75 Ом параллельно стабилитрону. Значение ЭДС источника E установите равным 20В. Включите схему. Запишите значение напряжения Uст на стабилитроне в таблицу 5.2 раздела "Результаты экспери-ментов".
ЭДС источника E установите = 20В
Значение напряжения Uст на стабилитроне = 4 B
б) Повторите пункт а) при коротком замыкании и при сопротивлениях резистора Rн - 100 Ом, 300 Ом, 600 Ом, 1 кОм.
в) Рассчитайте ток IR через резистор R, включенный последовательно с источником, ток Iн через резистор Rн, и ток стабилитрона Iст (по формуле 5.3) для каждого значения Rн. Результаты занесите в таблицу 5.2.
Выражение для тока стабилизации
Iст = E/R –Uст (R + Rн)/RRн = 20/300 – 4 (300 + 75)/300*75 = 42.6 мА
3. Получение ВАХ стабилитрона на экране осциллографа.
Постройте схему в соответствии с рисунком 5.4.
Включите схему. Отобразите в отчете полученную ВАХ стабилитрона и запишите экспериментально полученное значение напряжения стабилизации, на основании графика на экране осциллографа.
Напряжение стабилизации, определенное из вольтамперной характеристики, полученной при помощи осциллографа, UСТАБ=485mB.
4. Построение нагрузочной прямой стабилитрона.
На вольтамперной характеристике стабилитрона, полученной в результате эксперимента 1, построить нагрузочные прямые для следующих значений:
а) E=20В; R=300 Ом; Rн =200 Ом;
б) E=20В; R=300 Ом; Rн =1 кОм;
в) E=35В; R=300 Ом; Rн =200 Ом.
Достарыңызбен бөлісу: |