Нелинейные резистивные элементы и цепи Цели работы. 1. Научиться экспериментально получать вольт-амперную характеристику нелинейного резистивного элемента.

2. Научиться рассчитывать режимы работы цепей с нелинейными резистивными элементами.

Объект и средства исследования

Объектом исследования является электрическая цепь с кремниевым стабилитроном, постоянным резистором = 1.1 кОм, включенным последовательно со стабилитроном, и магазином сопротивлений, подключаемым параллельно стабилитрону.

Указанная цепь представляет собой параллельный электронный ключ на стабилитроне и может быть использована в реальных условиях в качестве простейшего параметрического стабилизатора напряжения или простейшего формирователя однополярных импульсов напряжения.

Регулирование входного постоянного напряжения осуществляется делителем напряжения, состоящим из постоянного и перемен- ногорезисторов.

Измерения напряжений на элементах цепи производятся с помощью комбинированного цифрового прибора. Измерение токов выполняется косвенно путем расчета их по законам Ома и Кирхгофа.

Вместо постоянного напряжения на вход схемы может быть подано синусоидальное напряжение электронного низкочастотного генератора. В этом случае схема будет работать в режиме формирователя однополярных трапецеидальных выходных импульсов.

Рабочее задание

1. На панели «Нелинейная резистивная цепь» собрана схема в соответствии с рис.18.1. Гнезда вольтметра с помощью переключателя «Вх-Вых» подсоединяются к точкам 1–1, либо к точкам 2–2, соответственно.

Рис. 18.1

2. Снять вольт-амперную характеристику (ВАХ) стабилитрона , т.е. зависимость тока стабилитрона от напряжения на нем. Для этого при изменении входного напряженияU₁ от 0 до максимально возможного (при отключенном резисторе ) измеряется напряжениеU₂, по второму закону Кирхгофа рассчитывается напряжение U₃ на известном сопротивлении , после чего по закону Ома определяется ток цепи.

Для изменения полярности входного напряжения U₁ используется тумблер K1 «Полярность». Каждая ветвь ВАХ должна иметь не менее 6...8 значащих точек. Заполнить табл. 18.1.

3. Построить ВАХ стабилитрона, причем часть характеристики, соответствующей прямому смещению --перехода (тумблерK1 «Полярность» – в левом положении), построить в третьем квадранте, а другую ее часть, соответствующую обратному смещению, – в первом. В первом квадранте этого графика построить «опрокинутую» ВАХ резистора (нагрузочную прямую) для одного из предыдущих значенийU₁ > 4 B.

Т а б л и ц а 18.1

Результаты измерений для построения вах стабилитрона

Прямое смещение (ключ K1 в левом положении)

Обратное смещение (ключ K1 в правом положении)

Экспе- римент

U1, В

U2, В

Расчет

U3, В

Iст, мА

4. Определить из графика напряжение и ток стабилитрона для выбранного напряжения U₁ и сравнить полученный результат с экспериментальным.

5. К зажимам 2–2 подключить нагрузочный элемент – магазин сопротивлений, установив (3...5) кОм.

6. Установить напряжение U₁ = (2...4) В, а тумблер K1 «Полярность» – в правое положение. Измерить напряжение U₂. Напряже- ние U₃, токи в резисторах R₃, R₄ и в стабилитроне рассчитать косвенным путем. Заполнить табл. 18.2.

Т а б л и ц а 18.2