Исследование линейной электрической цепи постоянного тока Методы расчета электрических цепей Последовательная цепь переменного тока Виды мощности. Треугольник мощностей Трехфазные нагрузочные цепи

Методика выполнения лабораторных работ по электротехнике

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №20

Исследование полупроводникового стабилизатора напряжения

Цель работы:

Изучить принципиальную схему полупроводникового стабилизатора напряжения компенсационного типа.

Снять основные характеристики.

Определить коэффициент стабилизации и внутреннее сопротивление стабилизатора.

1. Описание лабораторной установки

Компенсационный стабилизатор напряжения представляет собой систему автоматического регулирования, в которой производится сравнение фактической величины выходного напряжения с его заданным значением и в зависимости от величины и знака рассогласования автоматически осуществляется корректирующее воздействие.

На схеме стабилизатора рис. 1 приняты следующие обозначения:

Т - транзистор. Выполняет роль сравнивающего и регулирующего элемента;

Д - стабилитрон. Опорный элемент, создает опорное ( эталонное ) напряжение Uст;

Rб - балластный резистор опорного стабилитрона;

R1 - переменный резистор. Изменяет величину входного напряжения;

Rн - нагрузочный резистор. Служит эквивалентом нагрузки стабилизатора;

V1 - вольтметр. Измеряет входное напряжение Uвх;

V2 - вольтметр. Измеряет выходное напряжение Uвых;

A - амперметр. Измеряет ток нагрузки I.

Выходное напряжение стабилизатора Uвых равно разности между входным напряжением Uвх и падением напряжения U на регулирующем транзисторе T. Обычно Uвых=(0,6 - 0,7) Uвх. Транзистор p-n-p типа включен по схеме эмиттерного повторителя. Режим транзистора выбран так, чтобы он был частично открыт напряжением эмиттер-база Uэб. Выходное напряжение при этом практически равно эталонному напряжению стабилитрона, поскольку напряжение на участке эмиттер-база Uэб=0,1 - 0,3 В. Потенциал базы транзистора фиксирован опорным напряжением стабилитрона Uст.

Допустим, что при постоянном сопротивлении нагрузки Rн входное напряжение Uвх по каким-либо причинам возрастает. Напряжение на выходе Uвых в первый момент времени тоже возрастает. Следовательно, потенциал эмиттера транзистора Т понизится. Потенциал базы, фиксированный опорным стабилитроном Д, останется прежним. Так как снижение потенциала эмиттера равносильно повышению потенциала базы, коллекторный ток транзистора с p-n-p структурой уменьшится. Падение напряжения на транзисторе возрастет и выходное напряжение стабилизатора возвратится почти к прежнему значению.

Аналогично протекает процесс стабилизации выходного напряжения при изменении сопротивления нагрузки.

Зависимость выходного напряжения стабилизатора от входного Uвых=f(Uвх) при постоянном сопротивлении нагрузки Rн имеет следующий вид (рис. 2).

“Прямая” задача для разветвленной магнитной цепи

            Расчет разветвленных магнитных цепей основан на совместном применении первого и второго законов Кирхгофа для магнитных цепей. Последовательность решения задач данного типа в целом соответствует рассмотренному выше алгоритму решения “прямой” задачи для неразветвленной цепи. При этом для определения магнитных потоков на участках магнитопровода, для которых магнитная напряженность известна или может быть вычислена на основании второго закона Кирхгофа, следует использовать алгоритм

по

В остальных случаях неизвестные магнитные потоки определяются на основании первого закона Кирхгофа для магнитных цепей.

В качестве примера анализа разветвленной магнитной цепи при заданных геометрии магнитной цепи на рис. 2 и характеристике  ферромагнитного сердечника определим НС , необходимую для создания в воздушном зазоре индукции .


Исследование полупроводникового стабилизатора напряжения