Предварительное задание к эксперименту. Для компенсационного стабилизатора напряжения (рис.4.2) рассчитать Kст и Rвых, если R1=6,8 кОм; R3=1,2 кОм; R4=6,8 кОм; для транзистора VT2: h11=1,2 кОм;

Для компенсационного стабилизатора напряжения (рис.4.2) рассчитать K_ст и R_вых, если R₁=6,8 кОм; R₃=1,2 кОм; R₄=6,8 кОм; для транзистора VT2: h₁₁=1,2 кОм; h₂₁=180. Входное и выходное напряжения принять U_вх=22В; U_вых=12 В.

Используя метод эквивалентного генератора при и рассчитанном в п.1 значении R_вых, определить изменение выходного напряжения DU=I_нR_вых и выходное напряжение стабилизатора U_вых= -DU при заданном в табл.4.1 токе нагрузки I_н.

Рассчитать R_вых стабилизатора тока (рис.4.3), если R₂=180 Ом, дифференциальное сопротивление стабилитрона r_д=35 Ом. Транзистор VT имеет следующие параметры: h₁₁=50 Ом; h₂₂=1 мСм; h₂₁=30.

Определить для стабилизатора тока максимально допустимое сопротивление нагрузки R_{н max} при U_вх и I_вых, заданных в табл.4.1. 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 4.1

Порядок выполнения эксперимента

Входное напряжение U_вх на стабилизаторы подается от выпрямителя, который исследовался в лабораторной работе 3. 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 U₁. Построить график зависимости и определить по ней K_cт. 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 U₁ 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_cт. 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_cт, 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?

Лабораторная работа №5