|
В компьютерной модели подключить стабилитрон VD2 ключом S, остальные ключи разомкнуть. Ток IVD2 измерять непосредственно амперметром А1.
Таблица 10.2
U1,В
|
-10
|
-5
|
-2
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
10
|
U2,
мВ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I VD2,
мА
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По данным таблицы 10.2 найти напряжение стабилизации Uстаб., которое со- ответствует току через стабилитрон IVD2=20 мА.
Вблизи напряжения стабилизации Uстаб. снять подробно участок ВАХ стаби- литрона для значений напряжений Uстаб.+ΔU, заданных в таблице 10.3. Точные значе- ния напряжений устанавливать, используя переменный резистор R11. Рассчитать напряжение на входе ограничительного сопротивления R10 по формуле Uвх U2 IVD2 R10 . В компьютерной модели ΔU изменять от -5мВ до 5 мВ, ток IVD2 измерять амперметром А1, напряжение UВХ измерять вольтметром Vвх.
Установить на стабилитроне напряжение U2=Uстаб. Подключить параллельно стабилитрону переменный резистор RН2. Уменьшая значение RН2 от максимального, найти режим, в котором напряжение стабилизации снизится на 5% относительно номи- нального. Записать при этом значения UВХ, U2, RН2. В компьютерной модели запи- сать UВХ, I , RН2
Таблица 10.3.
ΔU мВ
|
-10
|
-5
|
0
|
5
|
10
|
U2, мВ
|
|
|
|
|
|
ΔU мВ (К)
|
-5
|
-2
|
0
|
2
|
5
|
IVD2, мА
|
|
|
|
|
|
U ВХ
|
|
|
|
|
|
В. Исследование тиристора
Подключить к точкам 1А и 1Б схемы рис.10.4а вместо диода тиристор VD3 из схемы рис.10.4в и собрать цепь управления с источником напряжения Е2. В компью- терной модели замкнуть ключ T и разомкнуть остальные ключи.
Установить значение напряжения Е2=0 В. При этом ток управления тиристора также равен нулю. Изменяя анодное напряжение UА =U1 и полярность его подключе- ния E1, снять ВАХ анодного тока IА для тиристора в диапазоне изменения напряжения от – 10 В до +10 В. Причем регулировку напряжения в положительной области выпол- нять без отключения источника Е1 сначала увеличивая напряжение до значения +12 В, затем уменьшая до нуля. Результаты записать в таблицу 10.4.
Установить напряжение Е2 таким, чтобы ток управления, проходящий через R9, составлял 5 мА. В компьютерной модели установить ток управления IУПР.=1,00мА. Повторить измерения по п.7. Результаты записать в таблицу 10.4.
Установить напряжение Е2 таким, чтобы ток управления, проходящий через R9, составлял 10 мА. В компьютерной модели установить ток управления IУПР.=1,025мА. Повторить измерения по п.7. Результаты записать в таблицу 10.4.
Домашнее задание
По данным таблицы 10.1 построить график вольтамперной характеристики диода. Используя ВАХ, найти дифференциальное и статическое сопротивление диода для значений прямого тока IПР 1 мА и 10 мА.
Графически найти ток диода при значении Е1= 5В и R10=100 Ом.
По данным таблицы 10.2. построить вольтамперную характеристику стаби- литрона и определить напряжение стабилизации, соответствующее току IVD2=20 мА.
По данным таблицы 10.3. рассчитать дифференциальное сопротивление ста-
билитрона
Rдиф.ст
ΔUст
ΔIст
и коэффициент стабилизации kст
ΔUвх .
ΔUст
Таблица 10.4
U, В
|
-12
|
…
|
-2
|
0
|
+2
|
…
|
+12
|
IУПР.=0
|
|
Возрастание напряжения от -10В до +10 В
|
IА, мА
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Убывание напряжения от +10В до -10В
|
IА, мА
|
|
|
|
|
|
|
|
IУПР.=5мА (IУПР.=1,00мА)
|
|
Возрастание напряжения от -10В до +10 В
|
IА, мА
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Убывание напряжения от +10В до -10В
|
IА, мА
|
|
|
|
|
|
|
|
IУПР.=10мА (IУПР.=1,025мА) (
|
|
Возрастание напряжения от -10В до +10 В
|
IА, мА
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Убывание напряжения от +10В до -10В
|
IА, мА
|
|
|
|
|
|
|
|
Используя данные п.5 лабораторного задания и
напряжение на нагрузке стабилитрона по формуле:
Rдиф.ст , рассчитать выходное
U U
Rдиф.ст RН 2
вых вх RН 2 (Rдиф.ст R10 ) Rдиф.ст R10
U R10 RН 2
ст RН 2 (Rдиф.ст R10 ) Rдиф.ст R10
(10.5)
Сравнить результаты расчета и эксперимента.
По данным таблицы 10.4. построить три вольтамперные характеристики тири- стора при разных значениях тока управления. Для каждой характеристики определить анодный ток включения IА и анодное напряжение включения UА.
Глава11. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Краткие теоретические сведения и методы расчета нелинейных цепей постоянного тока
Элементы нелинейной цепи. Резисторы, вольтамперные характеристики (ВАХ) которых не являются прямыми линиями, называются нелинейными резисторами (НР), или в более общем определении нелинейными элементами (НЭ). ВАХ НЭ получают экспериментально, подключив НЭ к регулируемому источнику питания и измеряя напряжение на зажимах НЭ и ток через НЭ. Нелинейными элементами в цепях посто- янного тока могут быть полупроводниковые диоды, стабилитроны, тиристоры, транзи- сторы, лампы накаливания.
Расчет цепи с нелинейными элементами
Если в электрической цепи имеется один нелинейный элемент, рис.11.1а, то всю линейную цепь, присоединенную к зажимам a-b НЭ, заменяют эквивалентным генератором, рис.11.1б, ЭДС которого Еэ равна напряжению на разомкнутых за- жимах a-b Uab xx, а внутреннее сопротивление равно входному сопротивлению Rвх активного линейного двухполюсника по отношению к зажимам a-b. Расчет тока в ветви с НЭ производится графически.
Напряжение на зажимах эквивалентного генератора U изменяется в функции то-
ка I по линейному закону:
U Eэ IRвх , прямая 1 на рис.11.1в представляет собой
ВАХ линейного активного двухполюсника. Напряжение на зажимах НЭ изменяется в функции тока через него согласно ВАХ этого НЭ – кривая 2 на рис. 11.1в. Так как обе ВАХ 1 и 2 представляют собой зависимости между одними и теми же напряжением и током, то пересечение этих характеристик дает рабочую точку «К»: абсцисса этой точ- ки представляет собой напряжение на резисторе UHР, а ордината – ток IHР через него.
а) б) в) Рис.11.1. Схема и ВАХ цепи с нелинейным элементом
Расчет цепи с несколькими НЭ, ВАХ которых известны, можно провести графи- чески. На рис. 11.2а показана электрическая схема с двумя источниками ЭДС E1 и E2 и тремя нелинейными резисторами 1, 2 и 3, ВАХ которых даны на рис.11.2б. К этой схе- ме применим метод двух узлов.
В соответствии с положительными направлениями токов можно записать урав- нение по I закону Кирхгофа:
I1 I2 I3
(11.1)
Для получения зависимостей этих токов от напряжения между узлами Uab за- пишем уравнения
Uab E1 U1, Uab E2 U2, Uab U3
(11.2)
В соответствии с уравнениями (11.2) кривые I1, I2 и I3 в функции Uab представ- лены на рис.11.2в, соответственно 1,2,3. Сложив ординаты кривых 1 и 2, можно полу- чить суммарную характеристику 4, точка «m» пересечения которой с кривой 3 является рабочей точкой по уравнению (11.1). Вертикаль, проведенная через точку «m», дает возможность получить значения токов I1, I2 и I3. Абсциссой точки «m» является напряжение Uab в схеме.
Do'stlaringiz bilan baham: |
