2449

Лабораторная работа № 5

+ +

	+		+
Uвх	V	Uвх	V
	-		-
-		-
	+ A -		+ A -
	а) Uвх < Uкр I > 0		б) Uвх = Uкр I = 0

+

+

Uвх V

-

-

+ A -

в) Uвх > Uкр I < 0

Рис. 5.5. Режимы работы нелинейного моста

3.Оборудование и приборы

Вданной работе предлагается исследовать работу нелинейного моста, для чего необходимо снять вольт-амперные характеристики диодов и резисторов, из которых состоит мост, а затем ВАХ всего нелинейного моста целиком.

Плечи моста (см. рис. 5.3) состоят из полупроводниковых диодов и резисторов, выбираемых из набора миниблоков. Помимо них используются добавочные сопротивления для удобства снятия ВАХ элементов моста, выбираемые также из набора миниблоков. Номиналы резисторов и добавочных сопротивлений для разных вариантов указаны в таблице 5.1.

Таблица 5.1

Вариант	Rдоб , Ом	R, Ом
1	2 200	100
2	4 700	220
3	680	33
4	1 000	47
5	2 200	150
6	4 700	330
7	10 000	470

41

Электрические цепи постоянного тока

Для проведения эксперимента необходимы ДВА РЕЗИСТОРА R и ДВА РЕЗИСТОРА Rдоб. При выборе из набора миниблоков данных резисторов необходимо помнить положения п. 7.2 общих положений настоящих методических указаний.

В качестве источника напряжения в работе используется РЕГУЛИРУЕМЫЙ (нижний) ИСТОЧНИК постоянного напряжения (от 0 до 15 В), входящий в состав лабораторного блока генераторов.

Все измерения в данной работе выполняются с помощью двух мультиметров: один в качестве вольтметра, один в качестве амперметра. Поэтому:

перед подключением приборов к цепи необходимо правильно ПОДКЛЮЧИТЬ ЩУПЫ к клеммам мультиметра, в зависимости от требуемого режима работы;

правильно УСТАНОВИТЬ ПРЕДЕЛЫ ИЗМЕРЕНИЙ с помощью переключателя режимов работы мультиметра:

для измерения напряжения

–использовать из сектора пределов «V–» предел «2 В»; для измерения тока

–использовать из сектора пределов «A–» предел «20 mA»;

ВНИМАНИЕ!!! Для измерений в этой лабораторной работе используется иные пределы, отличные от тех, что были использованы в предыдущих работах!

необходимо учитывать, что вольтметр и амперметр имеют разные СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ в электрическую цепь (см. рис. ОП.1, б и ОП.2).

Подробнее об использовании мультиметра см. в п. 7.6 общих положений данных методических указаний.

4.Порядок выполнения работы

1.Собрать на наборной панели цепь по схеме рис. 5.6. В качестве источника напряжения используйте нижний регулируемый источник из состава генератора постоянных напряжений. При подключении полупроводникового диода строго СОБЛЮДАЙТЕ ПОЛЯРНОСТЬ, указанную на схеме. После проверки схемы преподавателем, включить источник постоянного напряжения.

	+	A	-
A	B		C	C
+	B		C
				ПД
			+
	470 Ом			+
			V
				-
			-
-			D	D

Рис. 5.6. Схема для снятия ВАХ полупроводникового диода

42

Лабораторная работа № 5

2. Снять вольт-амперную характеристику (ВАХ) полупроводникового диода (ПД). Для этого, вращая ручку регулятора на панели генератора постоянных напряжений по вольтметру, подключенному к точкам C D, необходимо устанавливать напряжения, указанные в таблице 5.2. Значения тока, измеряемые амперметром, включенным между точками B и C, записать в таблицу.

						Таблица 5.2
Полупроводниковый					Резистор
	диод
U, В	IПД , А	RПД ,Ом		U, В		Iр, А	Rр,Ом
0				0
0,10				0,10
0,20				0,20
0,30				0,30
0,40				0,40
0,42				0,42
0,44				0,44
0,46				0,46
0,48				0,48
0,50				0,50
0,52				0,52
0,54				0,54
0,56				0,56
0,58				0,58

3. Произведя в схеме рис. 5.6 необходимые замены, собрать схему рис. 5.7. Номиналы резисторов для каждого варианта указаны в таблице 5.1. Повторить измерения по п. 2, полученные значения записать в таблицу 5.2.

+ A -

A	B	C	C
+

B C

+ R

Rдоб

V

-

-

D D

Рис. 5.7. Схема для снятия ВАХ резистора

4.По результатам измерений рассчитать статические сопротивления диода и резистора для каждой точки измерений. Полученные значения вписать в таблицу 5.2.

5.По данным п.п. 2, 3, 4 вычертить на одном графике вольт-амперные и ом-вольтные характеристики (зависимость статического сопротивления элемента от напряжения)

43

Электрические цепи постоянного тока

диода и резистора. По полученным характеристикам определить значение входного напряжения Uкр/ , при котором RПД Rр . Используя это напряжение, определить критическое напряжение, при котором мост будет находиться в равновесии (I = 0)

Uкр 2Uкр/ .

6. Собрать схему нелинейного моста (рис. 5.8). Номиналы резисторов и добавочных сопротивлений для вариантов указаны в таблице 5.1. При сборке рекомендуется собирать сначала ту часть схемы, которая ВЫДЕЛЕНА ЖИРНОЙ ЛИНИЕЙ, также необходимо учитывать ПОЛЯРНОСТИ ВКЛЮЧЕНИЯ полупроводниковых диодов, указанные на схеме. Необходимо помнить, что если на электрической схеме для проведения эксперимента указана точка, обозначенная буквой, то в этом месте цепи должна быть отдельная четвёрка клемм. Пригласить преподавателя для проверки цепи.

		Rдоб		R
+	A	B			C	+	-	D
		Rдоб			+
					A
		F	+	-	- K		R	L
				+	V	-
-
	Рис. 5.8. Схема для исследования нелинейного моста

7. Монотонно повышая входное напряжение источника, наблюдать за током через амперметр. Определить значение напряжения, при котором ток через амперметр будет равен нулю. Это значение напряжения записать как Uкр для данной схемы в

табл. 5.3.

				Таблица 5.3
U	0	0 U Uкр	Uкр	Uкр U
Uвх, В	0	…		…
I, А	0	7–9 точек	0	2–3 точки

8. Снять ВАХ нелинейного моста (по аналогии с п. 2). Для этого необходимо самостоятельно задаться значениями напряжения из интервалов 0 U Uкр (7–9 значе-

ний) и Uкр U (2–3 значения) и измерить для них значения тока моста. Полученные результаты записать в таблицу 5.3. Обратите внимание, что при U Uкр значения тока становятся отрицательными, т. е. ТОК МОСТА изменил свое направление!

44

Лабораторная работа № 5

9.По данным табл. 5.3 построить ВАХ мостовой схемы (нелинейного моста).

10.Сопоставить значения критического напряжения Uкр , полученного графическим

путем в п. 5, со значением, полученным экспериментально при исследовании нелинейного моста в п. 7. Сделать выводы.

5. Оформление результатов работы

После выполнения лабораторной работы оформить отчет. Сделать выводы по работе.

6. Контрольные вопросы

1.Какой элемент называется нелинейным?

2.Какая цепь называется нелинейной?

3.В какой ветви нелинейного моста находятся нелинейные элементы?

4.Как работает нелинейный мост?

5.Какое напряжение называется критическим, в какой момент мост находится под действием этого напряжения?

45

Электрические цепи постоянного тока

Библиографический список

1.Сергашова Н.А. Методические указания и задания к выполнению расчётнографических работ по дисциплине «Электротехника и электроника». – Самара: СамГАПС, 2003.

2.Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. – М.: ВШ, 2000.

3.Волынский А. и др. Электротехника. – М.: Энергоатомиздат, 1987.

4.Иванов И. И., Соловьев Г.И., Равдоник В.С. Электротехника. – М.: Лань, 2003.

5.Герасимов В.Г. Сборник задач по электротехнике и основам электроники. – М.:

ВШ, 1985.

6.Шебес Р. Задачник по теории линейных электрический цепей. – М.: ВШ, 1982.

7.Пономаренко В. К. Сборник задач с решениями по общей электротехнике. – М.:

ВШ, 1972.

8.Данилов И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники. –

М.: ВШ, 2000.

46