2.4 Порядок выполнения лабораторной работы

2.4.1 Методом контурных токов рассчитать токи в ветвях I1, I2, I3, I4, I5 и величину выходного напряжения моста U_вых при значении э.д.с. Е1, заданном преподавателем.

2.4.2 Промоделировать работу схемы, определив токи в ветвях и U_вы. и сравнить с результатами расчётов.

2.4.3 Снять экспериментально и в результате моделирования зависимость U_вых = f(E1), сопоставить U_вых для заданного значения Е1 с расчетным.

2.4.4 Сделать выводы по результатам работы.

Лабораторная работа № 3. Исследование режимов работы и методов расчета нелинейных цепей постоянного тока

3.1 Цель работы

3.1.1 Ознакомление со свойствами и характеристиками стабилитронов.

3.1.2 Изучение методов расчета нелинейных электрических цепей постоянного тока.

3.2 Исследуемые схемы

Для выполнения лабораторной работы используется схема, приведенная на рисунке 3.1. Исследуемым нелинейным элементом является стабилитрон VD8. Собирается схема питания лабораторного автотрансформатора (ЛАТР) TV2 (тумблер SA3 устанавливается в верхнее положение – включено, тумблер переключения пределов регулирования напряжения ЛАТРа в положение «0-100В»). Тумблер SAll должен находиться в верхнем положении (рисунок 3.2).

Рисунок 3.1 – Нелинейная электрическая цепь постоянного тока

Рисунок 3.2 – Схема для экспериментального исследования нелинейной цепи постоянного тока

Напряжение на выходе ЛАТРа регулируется двумя переключателями: левый – с шагом 10В и правый – с шагом 1В. При этом левый переключатель имеет рабочие положения «0», «10», «20», а правый работает во всех положениях. Исследуемая схема включается тумблером SA7.

Нагрузкой стабилитрона является измерительный мост постоянного тока и изменяется она путем изменения величины сопротивления переменного резистора R1 (Ключ SA11 устанавливается в верхнее положение).

Тип стабилитрона Д814А – установлены два последовательно. Паспортные данные:

U_ст = 7,75 В;

U_ст = ± 0,75 В;

R_ст = 6 Ом;

I_ст.мах = 40 мA;

I_ст.мин = 3 мA.

Сопротивление резистора R19 указано на стенде.

Сопротивление резисторов:

R20 = 4,7 кОм;

R22 = 10 кОм;

R23 = 4,7 кОм;

3.3 Основные теоретические соотношения

3.2.1 При расчете сопротивления R_н.экв сопротивление резистивного датчика R1 выбирается по усмотрению преподавателя в пределах от

0 до 10 кОм (тумблер SA11 должен находиться в верхнем положении).

Значение сопротивления нагрузки R_н.экв определяют по формуле: (рисунок 3.1).

при отключенном резисторе R24 .

3.2.2 Расчет динамического сопротивления стабилитрона R_Д.

где значения U_{ст мах} = 8,5 В, U_{ст мин} = 7 В, I_{ст мах} = 3 мА, I_{ст мин} = 40 мА.

3.2.3 Балластное сопротивление параметрического стабилизатора опре­деляют из соотношения:

3.4 Порядок выполнения лабораторной работы

3.4.1 Изучить принцип действия параметрического стабилизатора напряжения и электрическую схему включения стабилитрона на стенде совместно с управляемым выпрямителем и мостовой измерительной схемой без R24 в качестве нагрузки.

3.4.2 Рассчитать значение эквивалентного сопротивления нагрузки R_{н экв}. для R1 от 0 до 10 кОм.

3.4.3 Рассчитать U_{вх мин}. с заданными R_б = R19 = 15 кОм и R_н.мин, при котором параметрический стабилизатор не выходит из режима стабилизации. Определить U_вх.мин экспериментально и U_{ст.экспер} Напряжение U_вх измерить тестером.

3.4.4 Снять экспериментально зависимость U_вых. = f(U_вх.) и I_ст = f(U_вх.) при R_н = const. Определить I_ст.мин экспериментально. Рассчитать U_вх.мин для I_{ст мин. экспер}. – сопоставить с измеренным.

3.4.5 Снять экспериментально зависимость U_вых = f(R_н), при U_{вх мин}. Для более точного построения зависимости вместо прибора PV21 можно использовать цифровой вольтметр (тестер).

3.4.6 Сделать выводы по результатам работы.