Электрическая схема
Рисунок 1 – электрическая схема компенсационного стабилизатора с последовательным регулирующим элементом.
Перечень элементов приведенной схемы
R1, R2, R3, R4 – резисторы
Rн – сопротивление нагрузки
VT1, VT2 – биполярные транзисторы
VD – стабилитрон
U1 – источник ЭДС
Описание принципа действия приведенной схемы
Рассмотрим принцип действия компенсационного стабилизатора с
последовательным включением регулирующего элемента (рисунок 2).
Он состоит из следующих функциональных узлов: VT1 – регулирующий
транзистор, VT2 –усилительный транзистор и схема сравнения, делитель
напряжения R3 - R4 и источник опорного напряжения, который включает
стабилитрон VD и резистор R2. Смещающее напряжение на базе
усилительного транзистора VT2 представляет собой разность между напряжением на нижней части делителя UR4 и опорным напряжением UVD.
Допустим, что вследствие изменения нагрузки или напряжения на входе схемы выходное напряжение UН увеличилось. При этом увеличится
положительный потенциал на базе VT2 , что приведет к увеличению тока
коллектора IК2 транзистора VT2. Возросший ток IК2 создает на резисторе
R1 соответственно увеличенное падение напряжения, в результате чего
понизится положительный потенциал базы транзистора VT1 и уменьшится
ток его базы IБ1, а вместе с ним и ток коллектора IК1. Уменьшенный ток
коллектора IК1 позволит восстановить напряжение Uвых практически до прежнего значения.
Исходные данные:
Таблица 1
Номер бригады |
4 |
U1, В |
2 |
Kу1 |
100 |
Kу2 |
350 |
5.1 Таблицы измерений для Ky1=100 Таблица 2
R1,% |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
80 |
100 |
U01, В |
2,395 |
4,798 |
7,202 |
9,597 |
12 |
14,40 |
19,20 |
23,76 |
U02, В |
0,58 |
1,316 |
2,042 |
2,381 |
2,403 |
2,466 |
2,745 |
3,016 |
I02, А |
0,696 |
1,576 |
2,450 |
2,857 |
2,884 |
2,959 |
3,794 |
3,620 |
Um2, мВ |
634,9 |
823,4 |
433,9 |
13,39μ |
10,63μ |
6,273μ |
14,17μ |
7,493μ |
U02 ном = 11,999 В U01 ном = 2,417 В
В
начале:
В
середине:
В
конце:
39200
Таблица 3
Rн,% |
100 |
60 |
40 |
20 |
10 |
5 |
U02, В |
2,469 |
2,417 |
2,389 |
2,355 |
2,325 |
2,295 |
I02, А |
2,716 |
2,82 |
2,987 |
3,533 |
4,651 |
6,885 |
Um2, мВ |
24,22μ |
18,66μ |
21,51μ |
7,06μ |
18,24μ |
12,16μ |
5.2 Таблицы измерений для Ky2=350 Таблица 4
R1,% |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
80 |
100 |
U01, В |
2,395 |
7,794 |
7,196 |
9,6 |
12 |
14,4 |
19,2 |
23,76 |
U02, В |
0,5763 |
1,307 |
2,612 |
2,335 |
2,359 |
2,496 |
2,733 |
3,021 |
I02, А |
0,864 |
1,956 |
3,018 |
3,503 |
3,539 |
3,654 |
7,1 |
4,531 |
Um2, мВ |
633,3 |
818,3 |
416,8 |
69,14μ |
0,001018 |
93,14 μ |
0,001066 |
0,00106 |
U01ном = 12 В
U02 ном = 2,396 В
В
начале:
В
середине:
В
конце:
2
Таблица 5
Rн,% |
100 |
60 |
40 |
20 |
10 |
5 |
U02, В |
3,038 |
2,879 |
2,702 |
2,359 |
2,295 |
2,258 |
I02, А |
3,373 |
3,359 |
3,378 |
3,539 |
4,590 |
6,775 |
Um2, мВ |
1,066 |
1,063 |
392,6μ |
1,018μ |
748,7μ |
568,5μ |
Вывод
В ходе данной лабораторной работы была исследована схема компенсационного стабилизатора, определены его основные характеристики и показатели, а также построены зависимости напряжений на входе и выходе схемы стабилизатора. По полученным данным можно сделать вывод, что при уменьшении коэффициента усиления операционного усилителя коэффициент стабилизации Кст увеличивается, график зависимости U02 от U01 при Ку1=100 более равномерный чем при Ку1=350.
Рисунок 2. Зависимость Um2 от U01 при КУ = 100
Рисунок 3. Зависимость U02 от U01 при КУ = 100
Рисунок 4. Зависимость Um2 от U01 при КУ = 350
Рисунок 5. Зависимость U02 от U01 при КУ = 350
Рисунок 6. Зависимость Um2 от I02 при КУ = 100
Рисунок 7. Зависимость U02 от I02 при КУ = 100
Рисунок 8. Зависимость Um2 от I02 при КУ = 350
Рисунок 9. Зависимость U02 от I02 при КУ = 350