Nelineárne obvody v stacionárnom ustálenom stave obvod s jedným nelineárnym prvkom

Podobné dokumenty
Lineárne obvody v stacionárnom ustálenom stave 1 (Úloha A-1)

UČEBNÉ TEXTY. Pracovný zošit č.3. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Elektrotechnické merania

Súťaž MLADÝ ELEKTROTECHNIK 2010 Peter Kopecký 9.A, ZŠ Duklianska 1. Bánovce nad Bebravou Nastaviteľný zdroj

Funkcia - priradenie (predpis), ktoré každému prvku z množiny D priraďuje práve jeden prvok množiny H.

INFILTRAČNÁ schopnosť pôdy

1. LABORATÓRNE CVIČENIE

Tlakový snímač typ EQZ (Tlakový prevodník) Technické podmienky, montáž a pripojenie

Meranie elektrických parametrov na transformátore 400/121/10,5 kv

prístroj na revízie a kontroly elektrických spotrebičov a prenosného ručného náradia

1. MAGNETICKÝ INDUKČNÝ TOK

Prístroj strážiaci teplotu TS-01

Škola pre mimoriadne nadané deti a Gymnázium

Základy elektrotechniky 2 (21ZEL2) Přednáška 1

Stredná priemyselná škola Poprad. Výkonové štandardy v predmete ELEKTROTECHNIKA odbor elektrotechnika 1.ročník

Kalibrátor termočlánkov AX-C830. Návod na obsluhu

Kvadratické funkcie, rovnice, 1

Multiplexor a demultiplexor

KATEDRA DOPRAVNEJ A MANIPULAČNEJ TECHNIKY TESTOVANIE ŠTATISTICKÝCH HYPOTÉZ

Prúdové elektródy (vonkajšie) sa pripoja na svorky C1, C2 a potenciálové (vnútorné) elektródy na svorky P1, P2.

8. Relácia usporiadania

Na aute vyfarbi celé predné koleso na zeleno a pneumatiku zadného kolesa vyfarbi na červeno.

Lineárne nerovnice, lineárna optimalizácia

Základy elektroniky Úvod do predmetu

Je to voľne dostupný programový balík (free software), ktorý sa používa na meraniach.

Základy optických systémov

Návod na použite plaftormy ELMARK E- Business obsahuje popis hlavných možností a funkcií programu. Príručka je štruktúrovaná podľa poradia možností.

Ing. Motešický POLOVODIČE

Riešenie cvičení z 3. kapitoly

ZÁKLADY ELEKTROTECHNICKÉHO INŽINIERSTVA

Skákalka. Otvoríme si program Zoner Callisto, cesta je Programy Aplikácie Grafika Zoner Callisto.

Finančné riaditeľstvo Slovenskej republiky

Hromadná korešpondencia v programe Word Lektor: Ing. Jaroslav Mišovych

Iracionálne rovnice = 14 = ±

Kontrola väzieb výkazu Súvaha a Výkaz ziskov a strát Príručka používateľa

Fyzika 9. ročník 3. Laboratórna úloha

SWS 500 SK POUŽÍVATEĽSKÁ PRÍRUČKA. Poznámka: Mobilný telefón nie je súčasťou dodávky.

Základná škola, Školská 389, Sačurov Tematický výchovno vzdelávací plán z fyziky pre 9. ročník A

Odkazy na pravidlá sú podľa aktuálnych pravidiel na stránke Slovenská verzia pravidiel sa pripravuje

DALI, pomoc a riešenia

Prevody z pointfree tvaru na pointwise tvar

Microsoft Project CVIČENIE 6 1

KOMISNÝ PREDAJ. Obr. 1

Príručka pre prostredie Digitálnej autoškoly pre inštruktorov časť elearning

Základní vztahy v elektrických

Nová maturita - zmeny v maturite 2013

Pracovnoprávny vzťah závislá práca

Finančné riaditeľstvo Slovenskej republiky. Informácia k výpočtu preddavkov na daň z príjmov fyzických osôb

2. Nahratie mapy pre Locus Map - formát sqlite alebo mbtiles do zariadenia (telefón, tablet) s OS Android.

Automatický timer pre DX7 návod na inštaláciu a manuál

Referenčná ponuka na prístup ku káblovodom a infraštruktúre. Príloha 7 Poplatky a ceny

Diferenciál funkcie, jeho význam a použitie

STAVEBNÍ PŘIPRAVENOST UŽIVATELSKÝ A MONTÁŽNÍ NÁVOD ATHOS

1 Meranie fyzikálnych veličín

Ministerstvo školstva Slovenskej republiky

Test. Ktorý valec by ste použili? A. Jednočinný valec B. Dvojčinný valec. Odpoveď:

Modul PROLUC Podvojné účtovníctvo

Návod na používanie súboru na vyhodnotenie testov všeobecnej pohybovej výkonnosti

Súhrnný výkaz v roku Ing. Mgr. Martin Tužinký, PhD.

Vývojová doska "ATMIA" pre ATMEGA8/16/32 - Update 05

INTERNET BANKING. Platby cez Internet banking VŠETKO, ČO JE MOŽNÉ. with.vub.sk, Bank of

Stabiliz atory napˇet ı v nap ajec ıch zdroj ıch - mˇeˇren ı z akladn ıch parametr u Ondˇrej ˇ Sika

Finančné riaditeľstvo Slovenskej republiky. Informácia k výpočtu preddavkov na daň z príjmov fyzických osôb

v y d á v a m m e t o d i c k é u s m e r n e n i e:

Cvičení 11. B1B14ZEL1 / Základy elektrotechnického inženýrství

Infračervený ušný teplomer

PRÍLOHY. k návrhu SMERNICE EURÓPSKEHO PARLAMENTU A RADY

V nej je potrebné skontrolovať správnosť prenesených a prepočítaných zostatkov z roku 2008.

UČEBNÉ TEXTY. Pracovný zošit č.1. Tretí, triedy III B, III C. Základné merania. Ing. Alžbeta Kršňáková

1. Postup pri výpočte rovnomerných odpisov - 27 ZDP

Solárna fotovoltaická sada

PROGRAM VZDELÁVACEJ ČINNOSTI. Anotácia predmetu

Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ. Grafy

Tel-30 Nabíjení kapacitoru konstantním proudem [V(C1), I(C1)] Start: Transient Tranzientní analýza ukazuje, jaké napětí vytvoří proud 5mA za 4ms na ka

Finančné riaditeľstvo Slovenskej republiky

Vnútorný predpis o školnom a poplatkoch spojených so štúdiom na Vysokej škole výtvarných umení pre akademický rok 2017/2018

Spojená škola, Hattalova 471, Nižná

Postup registrácie certifikátov do Windows

Zápis predmetov do AiSu na aktuálny akademický rok

VY_32_INOVACE_ENI_3.ME_01_Děliče napětí frekvenčně nezávislé Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno Ing.

MESTSKÝ ÚRAD V ŽILINE SPRÁVA

Solárna nabíjačka na dobíjanie automobilových akumulátorov Battery SAVER SE. Obj.č.:

UHU ČNÝ MANUÁL TALA VOD NA OBSL INŠ NÁ MIRROR SMART

STRUČNÝ NÁVOD KU IP-COACHU

PODPROGRAMY. Vyčlenenie podprogramu a jeho pomenovanie robíme v deklarácii programu a aktiváciu vykonáme volaním podprogramu.

Úvodná strana IS ZASIELKY Prvky úvodnej stránky:

NEVLASTNÁ VODIVOSŤ POLOVODIČOVÉHO MATERIÁLU TYPU P

CHARAKTERISTIKA JEDNOROZMERNÝCH ŠTATISTICKÝCH SÚBOROV

Kombinatorická pravdepodobnosť (opakovanie)

ľudovej zábavy, zariadenia detských ihrísk a športovo-rekreačné zariadenia Ing. Monika Laurovičová odbor skúšobníctva

Laboratórium využitia a propagácie solárnej energie

Osoba podľa 8 zákona finančné limity, pravidlá a postupy platné od

NÁVOD K OBSLUZE. Obj. č.:

Limita funkcie. Čo rozumieme pod blížiť sa? y x. 2 lim 3

7.1 Návrhové zobrazenie dotazu

Práca v programe: Revit Architecture

Smernica pre výkon finančnej kontroly na Mestskom úrade v Lipanoch

Vážení používatelia programu WISP.

M R2454 SK

Sprístupnenie údajov nameraných IMS pre koncových odberateľov elektriny. Zavedenie kontrolných súčtov v systéme ISOM

P R O L E M FAKTURA Z VYDAJA OBSAH. Vystavenie faktúry z výdaja postup, podmienky... 2

Transkript:

elineárne obvody v stacionárnom ustálenom stave obvod s jedným nelineárnym prvkom Úloha. avrhnite parametre stabilizátora napätia so enerovou diódou podľa obr... Činnosť stabilizátora overte meraním. merajte a) V charakteristiku enerovej diódy D = f ( D ), b) charakteristiku stabilizátora napätia = f ( ) pri = konšt., c) charakteristiku stabilizátora napätia = f ( ) pri = konšt. D D Obr. Stabilizátor napätia so enerovou diódou Teoretický úvod elineárny obvod je každý obvod, ktorý obsahuje aspoň jeden nelineárny prvok. V tomto laboratórnom cvičení použijeme ako nelineárny prvok enerovu (stabilizačnú) diódu (ďalej len D), pričom sa však nebudeme bližšie zaoberať jej vnútornou štruktúrou, ale v skúmanom elektrickom obvode ju využijeme len ako prvok s príslušnou nelineárnou V charakteristikou. V charakteristika enerovej diódy má tvar podľa obr. a (kladná orientácia napätia + na obr. zodpovedá tzv. závernému smeru). V závernom smere, v oblasti < z má D veľmi veľký odpor, v tzv. enerovej oblasti je napätie na dióde prakticky konštantné (v tejto oblasti sa D využíva na stabilizáciu napätia vo vhodne navrhnutom obvode). Prúd v závernom smere nesmie prekročiť hodnotu max, aby nedošlo k poškodeniu diódy. V priepustnom smere sa D chová ako bežná dióda (v širokom rozsahu prúdov napätie na dióde je v rozmedzí,4 V,8 V, dióda predstavuje rezistor s malým, obvykle zanedbateľným odporom). dealizovaná V charakteristika D, ktorá sa niekedy využíva pri zjednodušenom riešení nelineárnych obvodov, má tvar podľa obr. b (v priepustnom smere je D =, D =, v enerovej oblasti je = z = konšt.). prieraz max enerova oblasť + priepustný smer záverný smer + a) b) Obr. V charakteristika stabilizačnej diódy: a) skutočná, b) idealizovaná

Stabilizátor napätia ajjednoduchšie zapojenie stabilizátora napätia so enerovou diódou je na obr., v ktorom je D vzhľadom na zdroj s konštantným napätím zapojená v závernom smere. apätie na záťaži, ktorou je rezistor, je v širokom rozsahu hodnôt odporu približne konštantné, = konšt. Predradený odpor má v obvode ochrannú funkciu zaisťuje, aby prúd cez D neprekročil v pracovnej enerovej oblasti dovolenú hodnotu. Pri návrhu obvodu s vybranou enerovou diódou s napätím z a pre zvolené napätie zdroja treba dodržať určité podmienky. Konkrétne treba stanoviť: ) minimálnu hodnotu tak, aby prúd diódy neprekročil hodnotu max, ) rozsah hodnôt odporu záťaže, v ktorom pracovná oblasť D leží v enerovej oblasti. rčenie : V obvode na obr. v enerovej oblasti (ak uvažujeme ideálnu V charakteristiku D) platí: odtiaľ konšt. konšt. nezávisle od. Pre je =, = D, pričom musí byť splnená požiadavka max. Teda platí D max Tomu zodpovedá minimálna hodnota odporu min min () max rčenie rozsahu : a túto časť úlohy využijeme poučku o náhradnom aktívnom dvojpóle (D), ktorá umožní zjednodušiť analýzu obvodu. Lineárnu časť obvodu na obr. (časť obvodu bez D, pozri obr. 3a) nahradíme náhradným aktívnym dvojpólom podľa obr. 3b (ide o tzv. Théveninovu náhradu, D tvorí sériové spojenie ideálneho zdroja napätia a rezistora s odporom ). D a) b) Obr. 3 áhradný aktívny dvojpól: a) nahradzovaná časť obvodu, b) prvky D, apätie je napätie medzi rozpojenými bodmi -, na obr. 3a sa určí ako napätie na rezistore. Obvod na obr. 3a je sériový delič napätia, teda f ( ) Odpor je odpor medzi bodmi - v obvode na obr. 3a, ak sa ideálny zdroj napätia nahradí bezodporovou spojkou (vnútorný odpor ideálneho zdroja napätia je nulový), teda

f ( ) () Obvod na obr. možno použitím tohto náhradného aktívneho dvojpólu z hľadiska činnosti enerovej diódy nahradiť ekvivalentným sériovým obvodom podľa obr. 5. Pracovný bod tohto obvodu je daný priesečníkom nelineárnej V charakteristiky diódy a V zaťažovacej charakteristiky náhradného aktívneho dvojpólu. Pretože D je lineárny, lineárna je aj jeho V charakteristika. a jej určenie preto stačia dva body obvykle je to tzv. bod nakrátko (body - na obr. 3a, resp. 3b sú spojené nakrátko bezodporovou spojkou, kedy je =, = k ) a bod naprázdno (body - sú rozpojené, čiže =, = ). Prúd nakrátko náhradného aktívneho dvojpólu je k konšt. (3) čiže nezávisí od hodnoty odporu (je to pochopiteľné, keďže v obvode podľa obr. 3a sa v stave nakrátko uvažuje bezodporová spojka zapojená paralelne k odporu, teda celý prúd zo zdroja tečie touto spojkou, bez ohľadu na hodnotu ). apätie naprázdno D (pre všeobecnú hodnotu ) je (4) apätie závisí od napätia zdroja aj od odporov a. Pre je =. V charakteristiky diódy a náhradného aktívneho dvojpólu pre sú na obr. 6 vyznačené tučnou čiarou. Pri konštantných hodnotách a a pri zmenšovaní hodnoty zmenšuje sa hodnota [pozri vzťah (4)], avšak hodnota k sa nemení [pozri vzťah (3)]. namená to, že so zmenšujúcim sa mení sa sklon zaťažovacej charakteristiky D (charakteristika sa otáča okolo bodu k na osi v smere hodinových ručičiek). D D k min D D = konšt. = Pracovný bod obvodu pre Obr. 5 áhradný obvod Obr. 6 V charakteristiky enerovej diódy a D obrázka 6 vidno, že ak má byť v závislosti od napätie D = = konšt. (pri daných hodnotách a ), musí byť. k zvolíme určitú hodnotu napätia zdroja, hraničnú minimálnu hodnotu, pre ktorú ešte obvod stabilizuje, stanovíme z podmienky min = zo vzťahu (4) (na obr. 6 ju charakterizuje priamka vymedzená bodmi [, k ], [ z, ]): a odtiaľ min min min 3

min (5) V analyzovanom prípade ide o stabilizáciu napätia pri konštantných hodnotách a a pri premenlivom odpore. Obvod na obr. možno využiť na stabilizáciu napätia aj v inom režime: pri konštantných hodnotách a = a pri premenlivom (napr. kolísajúcom) napätí zdroja. Pri k-násobnom poklese klesne k-násobne aj prúd k [pozri vzťah (3)]. namená to, že zaťažovacia charakteristika D sa pri poklese posúva rovnobežne nadol (obr. 7). Je zrejmé, že aj v tomto prípade, ak má obvod na obr. stabilizovať napätie, musí byť. k k = konšt. V D D V Obr. 7 V charakteristiky D pri konštantnom odpore a premenlivom napätí zdroja Obr. 8 Merací obvod V tomto laboratórnom cvičení overíme meraním obidva režimy stabilizátora napätia: = f ( ) pri = konšt. (úloha b) a = f ( ) pri = konšt. (úloha c). Použité prístroje a zariadenia enerova dióda (napr. dióda K6/5V s katalógovými hodnotami: z = 4,8 5,4 V, max = 5 m), regulovateľný zdroj jednosmerného napätia ( 5 V,,5 ), dva voltmetre s veľkým vnútorným odporom (napr. digitálne voltmetre), ohmmeter, súprava rezistorov. Postup pri riešení úloh Úloha Hodnotu napätia zdroja zvoľte z intervalu (,5 až ). a pre túto hodnotu určite vpredu opísaným postupom hodnoty min a min. Úlohy a, b Hoci z obsahového hľadiska sú úlohy a, resp. b dve samostatné úlohy, kvôli úspore času možno urobiť meranie oboch úloh súčasne, v zapojení podľa obrázka 8. Hodnotu zvoľte z rozsahu (, až,5). min. ko záťaž budete používať vhodné rezistory, napr. z radu hodnôt =, 56,,, 33, 4

47, 56, 68, 8 a (presnejšie hodnoty použitých odporov je vhodné určiť meraním pomocou ohmmetra). V tomto obvode urobíte všetky požadované merania. V charakteristiku diódy (úloha a) a charakteristiku obvodu = f( ) pri = konšt. (úloha b) budete merať súčasne (napr. pri konštantnej záťaži =. apätie zdroja budete meniť v rozsahu asi od po hodnotu,.. Pri každej nastavenej hodnote odmeriate napätia a. apätie zdroja sa rovná súčtu nameraných napätí +, napätie na dióde je D =. Prúd záťaže sa určí pomocou Ohmovho zákona z nameraného napätia (pri = prúd v m sa číselne rovná údaju voltmetra V vo V). Prúd sa určí pomocou Ohmovho zákona z údaja voltmetra V. Prúd diódy D sa určí ako rozdiel prúdov. Tabuľka nameraných hodnôt (prvé dva stĺpce) a vypočítaných hodnôt (posledné štyri stĺpce): = (V) (V) (V) () () D () Spracovanie a zhodnotenie výsledkov údajov v tabuľke zostrojíte V charakteristiku diódy D = f( D ) v priepustnom aj závernom smere a charakteristiku obvodu = f( ) pre kladné hodnoty. charakteristiky obvodu = f( ) zistíte, že obvod stabilizuje napätie na záťaži len v oblasti >. Úloha c V obvode na obr. 8 nastavte napätie zdroja na hodnotu. Pri postupnej zmene hodnôt odporu od do sa analogickým spôsobom ako v predchádzajúcich meraniach určia hodnoty. Tabuľka nameraných hodnôt =... V ( ) (V) Spracovanie a zhodnotenie výsledkov údajov v tabuľke zostrojte charakteristiku = f ( ) pri = konšt. charakteristiky zistíte, že pri zmenšovaní odporu (pri hodnotách blížiacich sa k min ) obvod prestáva plniť funkciu stabilizátora napätia. Poznámky. Hodnoty odporov < min (vrátane skratu, t. j. = ) nie sú nebezpečné ani pre zdroj (prúd zdroja je obmedzený odporom ), ani pre D (pri = je D =, a teda aj D = ).. Keďže skutočná V charakteristika D nie je ideálna (napätie D v enerovej oblasti nie je konštantné, ale mení sa v určitom malom rozsahu ), nie je presne konštantné ani napätie = D stabilizátora napätia. Literatúra [] ŠMCHST Ľ. KOL.: Teoretická elektrotechnika. ávody na laboratórne cvičenia z Teórie obvodov. ratislava, lfa, 3, s. 5 [] ED, O., HJÍKOVÁ, D., HEGY, S.: áklady elektrotechniky. ratislava, lfa, 99 5