Исследование цепей с нелинейными резистивными сопротивлениями

7.2.1. Цель и краткое содержание работы

Целью работы является изучение характеристик нелинейных резистивных элементов, широко применяемых в электронных устройствах, с целью изучения их свойств, которые могут найти практическое применение.

Экспериментальное исследование заключается в сборке схемы в соответствии с опытами по программе работы, в снятии вольт-амперных характеристик (ВАХ) исследуемых элементов.

Расчеты с использованием экспериментальных данных проводятся с целью определения параметров исследуемых нелинейных элементов.

Обязательные теоретические сведения, необходимые для выполнения работы, изложены в следующих разделах пособия:

7.1.1. Основные понятия и определения;

7.1.2. Полупроводниковый диод;

7.1.3. Полупроводниковый стабилитрон;

7.1.4. Динистор.

При необходимости следует воспользоваться конспектами лекций по соответствующим разделам курса и учебными пособиями.

В настоящей работе студенты на основании опытных данных производят расчеты по программе работы и строят вольт-амперные характеристики исследуемых нелинейных резистивных элементов.

7.2.2. Описание лабораторного стенда

Общий вид панели лабораторного стенда приведен на рис. 7.7.

Рис. 7.7. Панель лабораторного стенда

В данной лабораторной работе используются следующие элементы:

- источник Т1 синусоидального тока частотой 50 Гц;

- двухполупериодный выпрямитель на диодах VD 1- VD 4;

- диод (стабилитрон) VD 6;

- динистор VD 7;

- сопротивления R 8, R 17;

- измерительные приборы: вольтметры V 1, V 2, амперметры А1, А2;

- мультиметр (выдается преподавателем);

- тумблер S 5 для подключения источника питания к цепи;

- тумблер S 6 для включения выпрямителя.

Регулирование входного напряжения осуществляется галетными переключателями регулятора напряжения (ЛАТР, Т1), общий вид которого показан на рис. 7.8.

Рис. 7.8. Вид регулятора напряжения лабораторного стенда

Величина переменного сопротивления R 17 изменяется с помощью переключателя на блоке, общий вид которого представлен на рис. 7.9.

Рис. 7.9. Общий вид блока регулирования сопротивления R 17

7.2.3. Порядок выполнения измерений

1. Собрать схему, представленную на рис. 7.10.

Рис. 7.10. Схема цепи для исследования

полупроводникового диода

Напряжение ЛАТР, Т1 регулируется в пределах 0-100В. Тумблер S 6 включить для реализации режима двухполупериодного выпрямления напряжения питания. Сопротивление R 8=400 Ом используется для ограничения тока через диод VD 6.

Установить переключатель регулятора напряжения в положение "0" по синей шкале и подать напряжение на схему, замкнув тумблер S 5. Напряжение U на диоде VD 6 измерять мультиметром, ток I − амперметром А1.

Вольт-амперная характеристика снимается постепенным увеличением напряжения питания с фиксацией тока через диод. Измерения производить в диапазоне изменения тока от нуля до 0,3 А. Измеренные напряжение и ток занести в табл.7.1. Отключить питание тумблером S 5.

2. Собрать схему, представленную на рис. 7.11.

Рис. 7.11. Схема цепи для исследования

стабилитрона

Тумблер S 6 включить для реализации режима двухполупериодного выпрямления напряжения питания.

Установить переключатель регулятора напряжения в положение "0" по синей шкале и подать напряжение на схему, замкнув тумблер S 5. Напряжение U на стабилитроне VD 6 измерять вольтметром V 2, ток I − амперметром А1, входное напряжение Е – вольтметром V 1.

Вольт-амперная характеристика снимается постепенным увеличением напряжения питания с фиксацией тока через стабилитрон. Измерения производить в диапазоне изменения тока от нуля до 0,24 А. Измеренные напряжения и ток занести в табл.7.1. Отключить питание тумблером S 5.

3. Собрать схему, представленную на рис. 7.12.

Рис. 7.12. Схема цепи для исследования динистора

Тумблер S 6 включить для реализации режима двухполупериодного выпрямления напряжения питания. Сопротивление R 17 установить равным нулю.

Установить переключатель регулятора напряжения в положение "0" по синей шкале и подать напряжение на схему, замкнув тумблер S 5. Напряжение на динисторе VD 7 измерять вольтметром V 2, ток − амперметром А2.

Вольт-амперная характеристика снимается постепенным увеличением напряжения питания с фиксацией тока через динистор. Измерения производить в диапазоне изменения тока от нуля до 0,15 А. Обратить внимание на скачок тока и напряжения при достижении напряжения пробоя p-n перехода. Измеренные напряжения и токи занести в табл. 7.1. Отключить питание тумблером S 5.

Данные опытов снятия вольт-амперных характеристик Таблица 7.1

  №п/п   Диод   Стабилитрон   Динистор
U I U Е I U I
В дел. А В В дел. А В дел. А
                     
                     
....                    
                     

7.2.4. Расчетная часть

1. По данным табл.7.1 построить ветвь вольт-амперной характеристики диода в проводящем направлении. Для произвольно выбранных на характеристике двух точек рассчитать R ст и R д. Определить параметры различных схем замещения и начертить их.

2. По данным табл.7.1 построить вольт-амперную характеристику стабилитрона. На участке стабилизации выбрать произвольно точку номинального напряжения UN и соответствующего ему напряжения EN источника. Рассчитать для выбранной точки дифференциальное сопротивление R д.

Рассчитать параметры схемы замещения стабилитрона и начертить схему стабилизатора (рис. 7.5) в режиме холостого хода, в которой принять R 0= R 8 и R н=∞. Рассчитать коэффициент стабилизации.

3. По данным табл. 7.1 построить ветвь ВАХ динистора в проводящем направлении. Отметить скачок напряжения пунктирной линией.

7.2.5. Содержание отчета

1. Титульный лист.

2. Цель и краткое содержание работы.

3. Схемы испытаний исследуемых цепей.

4. Таблицу с данными испытаний и расчетов.

5. Произведённые расчёты и построения.

6. Ответы на контрольные вопросы

7.2.6. Контрольные вопросы

1. Что такое ВАХ, и какими способами её можно задать?

2. Чем отличается нелинейный элемент от линейного?

3. Какие нелинейные элементы испытывались и как выглядят их вольт-амперные характеристики?

4. Что такое статическое и дифференциальное сопротивления, и как их определить?

5. Как создать схему замещения (приближённую модель) диода и стабилитрона с помощью линейных элементов?

6. В каких электротехнических устройствах применяются диоды, стабилитроны, динисторы?

7. Что характеризует коэффициент стабилизации, и от чего он зависит?


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: