2. Změřte a nakreslete zatěžovací charakteristiku až do zkratu.

Transkript

1 MĚŘENÍ NA STABILIZÁTRU NAPĚTÍ 23-4R 1. Navrhněte součástky daného stabilizátoru napětí s elektronickou pojistkou: - vstupní napětí : U I = 14 V, výstupní napětí U = 9 V - max. výstupní proud omezený elektronickou pojistkou : I omax = 1 ma 2. Změřte a nakreslete zatěžovací charakteristiku až do zkratu. 3. Na sestaveném stabilizátoru změřte činitele napěťové stabilizace a diferenciální odpor R. 16 MŘVSÝ TMÁŠ M

2 SCHÉMA ad 1) Stabilizátor napětí (SN) T 1 R S T 2 R 3 R 4 U I Z - + R 1 M1 R 2 M1 P R 5 U U ZD ZD ad 2) Měřící obvod R S Z regulovatelný zdroj SS napětí R Z1 R Z2 Z V I SN V A PUŽITÉ PŘÍSTRJE ZN. PŘÍSTRJ TYP EVID. Č. PZNÁMA Z (V 1 ) Zdroj ss. napětí B / 389 Proměnný 2 V δ V =,5 % + 1 dig V Dig. voltmetr M 465 CR δ V =,5 % + 3 dig A Dig. ampérmetr M 465 CR δ A =,5 % + 3 dig R S dporová dekáda České výroby TE 51 mω - MΩ R Z1 Lab. rezistor 145R /,4 A E67 27 posuvný, drátový R Z2 Lab. rezistor 15R / 1,6 A E67 82 posuvný, drátový SN Stabilizátor napětí Z + ZD --- Laboratorní přípravek MŘVSÝ TMÁŠ M4 list č. 1

3 PSTUP MĚŘENÍ 1. Výroba přípravku výběr a přiletování vhodné zenerovy diody ZD. 2. Výpočet R 3 a R S, volba R Z1 a R Z2 v návaznosti na zadaných hodnotách U a I. Na základě zkratu zatěžovacích rezistorů přesné doladění R S, přitom vycházíme z daného proudu 1 ma (sledujeme ampérmetr). 3. Zapojení obvodů dle schémat ad 1) a ad 2). Důkladná kontrola. 4. Měření zatěžovací charakteristiky zmenšováním hodnot zatěžovacích rezistorů až po jejich úplný zkrat (teoretický, protože přechodový odpor na svorkách jej neumožní). Zaznamenáme i hodnotu, kdy se charakteristika začíná zakřivovat. 5. Výpočet činitele napěťové stabilizace. Vycházíme ze tří hodnot vstupního napětí: a) 85 % z U I b) U I c) 115 % z U I 6. Výpočet výstupního diferenciálního odporu. Předpokladem je určení počátku zakřivení výstupní zatěžovací charakteristiky. TABULY TAB. 1 Naměřené hodnoty na stabilizátoru. (Zatěžovací charakteristika) Měření I [ma] U [V] 1 6,8 9,7 2 2,1 9,5 3 39,6 9,4 4 6,1 9,2 5 71, 9, 6 75,2 8, , 8, ,5 8, ,1 7, ,1 6, ,7,63 Poznámka: v měření číslo 7 došlo k rapidnímu poklesu napětí zlomová hodnota MŘVSÝ TMÁŠ M4 list č. 2

4 TAB. 2 Vypočtené a změřené hodnoty napětí pro určení stabilizace. U I [V] 11, ,1 U [V] 9,6 9,7 9,8 PŘÍLAD VÝPČTU a) Návrh stabilizátoru Výpočet R 3 (ZD volíme proud I ZD = 15 ma a typ s U ZD = 5,6 V). R 3 U U ZD 9 5,6 = = = 226, 7 Ω I,15 ZD Výpočet R S (max. proud volíme I max = 1 ma a typ s U ZD = 5,6 V). R S,65 V,65 = = = 6,5Ω RS I,1 max = 8,9 Ω * * hodnota byla upravena dostavením rezistoru (při daném I max ) b) Činitel napěťové stabilizace U = U I ( 15%) ( + 15%) 14 11,9 = = 21* 9,7 9,6 16,1 14 = = 21 * 9,8 9,7 = 21* * hodnota není přesná, protože DMM zobrazil jen 3 desetinná místa a vzhledem k faktu, že pravděpodobně jde o celkově dobrý stabilizátor je to přesnost nedostačující (dopustili jsme se značné chyby) c) Výstupní diferenciální odpor R Výpočet diferenciálního odporu R z odečtených hodnot diferenciálů napětí a proudu na výstupní zatěžovací charakteristice. R U U U 9,7 9, = = = =, 19 Ω 3 I I I (71, 6,8) 1 GRAFY Výstupní zatěžovací charakteristika stabilizátoru... viz list č.4 MŘVSÝ TMÁŠ M4 list č. 3

5 MŘVSÝ TMÁŠ M4 list č. 4

6 ZÁVĚR Chyby měření Měřící přístroje mimo výstupního voltmetru měly dostatečnou přesnost a možné chyby se mohou projevit pouze na výstupní zatěžovací charakteristice nemožnost úplného zkratu způsobená přechodovými odpory svorek. Jako výstupní voltmetr by byl vhodnější přístroj s více digity přesnější určení by upřesnilo hodnotu, tedy kvalitu stabilizátoru. Zhodnocení 1. Rozdíl vypočtené a dostavené hodnoty odporu snímacího rezistoru elektronické pojistky R S činil 2,4 Ω. Dostavením jsme jeho hodnotu zvýšili přibližně o 36 %. 2. Stabilizátor se nám jevil jako dostatečně kvalitní pro většinu běžných použití. tomuto názoru jsme dospěli hlavně podle hodnoty diferenciálního odporu R, neboť při určení napěťové stabilizace jsme se mohli dopustit chyby, i když se napětí na výstupu významně neměnilo (řádově,x až,x ) 3. Výstupní zatěžovací charakteristika odpovídala našim předpokladům. Nejsou na ní zakresleny krajní hodnoty, protože nebylo možno zátěž úplně zkratovat, neboť určitý odpor vznikal na přechodech svorek a měřících přístrojích. MŘVSÝ TMÁŠ M4 list č. 5