Лабораторная работа № 10.

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

1. Цель работы:

Исследование цепей постоянного тока при последовательном, параллельном и смешанном соединениях нелинейных элементов. Усвоение графического метода расчета электрической цепи с нелинейными элементами.

2. Основные теоретические положения.

Для расчета нелинейных цепей постоянного тока целесообраз­но применять графический метод расчета.

При последовательном соединении нелинейных сопротивлений во всех элементах цепи протекает один и тот же по величине ток, a cyммa падений напряжений на элементах цепи равна напряжению источника.

При известных характеристиках последовательно соединенных элементов (рис. 15), складывая абсциссы этих характеристик при одинаковых токах, можно построить эквивалентную характеристи­ку цепи в целом.

Если известна ВАХ всей цепи и характеристика одного из эле­ментов, то ВАХ другого элемента можно построить как разность абсцисс эквивалентной характеристики и характеристики первого элемента.

При параллельном соединении нелинейных элементов напряжения на всех элементах одинаковы, а сумма токов в ветвях с нелинейны­ми элементами равна току в общей ветви (рис. 16).

При известных характеристиках элементов, складывая ординаты при одинаковых напряжениях, можно получить эквивалентную харак­теристику цепи.

Если известна характеристика всей цепи и характеристика од­ного из элементов, то можно получить характеристику другого эле­мента, вычитая из ординат эквивалентной характеристики ординаты характеристики первого элемента.

Стабилизация напряжения.

Для уменьшения изменения напряжения на зажимах приемников используются стабилизаторы напряжения.

Схема простейшего стабилизатора напряжения представлена на рис. 17.

Принцип действия стабилизатора заключается в том, что при увеличении входного напряжения U_ВХ возрастают все токи и напряже­ние на выходе U_ВЫХ. На рабочем участке стабилитрона (точки I и 2 на рис. 17) небольшое увеличение напряжения U_ВЫХ приводит к зна­чительному увеличению величины тока стабилитрона. Это, в свою оче­редь, приводит к увеличению тока в балластном сопротивлении и напряжения на нем. В результате почти все приращение на­пряжения источника приходится на напряжение в балластном сопротивлении, а напряжение стабилитрона и приемника не изменит­ся.

На рис.17.представлены характеристики для схемы стабилит­рона, где показано, что при значительном изменении входного напряжения изменение выходного напряжения невелико.

Стабилизирующее действие стабилизатора напряжения оценивает­ся коэффициентом стабилизации

, , .

4. Описание лабораторной установки.

Работа производится на УЛС ТОЭ.

Все необходимые для исследования приборы и элементы располо­жены на лицевой панели стенда.

В качестве источника энергии используется источник выпрямлен­ного регулируемого по величине напряжения, выходные клеммы и руч­ки регуляторов которого расположены на панели источников внизу слева.

Нелинейный элемент представляет собой полупроводниковый стабилитрон.

Для измерения токов в цепи используется резистор включаемый последовательно с исследуемой цепью.

Падение напряжения на резисторе измеряется вольтметром В7-27.

4. Порядок проведения работы.

4.1. Снять вольтамперную характеристику (ВАХ) нелинейного элемента (Н.Э.).

Для этого собирается схема, представленная на рис.18.

Изменяя входное напряжение в диапазоне от нуля до 25В, снять ВАХ нелинейного элемента, измеряя напряжение на нелинейном элементе. Ток в цепи во всех опытах определяется через измеренное напряжение на резисторе r₄.

После установки и измерения напряжения на нелинейном элементе вольтметр переключается для измерения тока на зажимы резистора r₄ .

Результаты измерений сводятся в таблицу по форме 9.

Форма 9

Опыты	1	2	3	4	5	6	7	8	9
UНЭ, В UR4, В IНЭ, А

Вблизи напряжения стабилизации ВАХ рез­ко изменяется, поэтому в этом диапазоне следует изме­нить напряжение через интервал менее I В.