Теоретическая часть. Изучение работы стабилизированного источника питания постоянного тока в режимах стабилизации тока и стабилизации напряжения

Изучение работы стабилизированного источника питания постоянного тока в режимах стабилизации тока и стабилизации напряжения

Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника

5.1. Оборудование:

– источник питания постоянного тока с большим внутренним сопротивлением;

– цифровой мультиметр серии GDM-8145 (или аналогичный).

5.2. Ход выполнения работы:

а) Соберите схему рис. 4.3. Включите мультиметр, установите режим измерения постоянного напряжения (кнопки DC, V) – предел измерения 200 В; для магнитоэлектрического прибора – предел измерения 150 В.

Рис. 4.3. Схема измерения напряжения:

ИП – источник питания постоянного тока с большим внутренним сопротивлением;

V1 V2 – мультиметры GDM-8145

б) Измерьте напряжение на зажимах источника поочередно цифровыми мультиметрами. Запишите в таблицу 4.1 полученные значения напряжений U с указанием погрешности измерений Δ U и сопротивления используемых вольтметров R v.

Таблица 4.1 – Результаты измерений.

Вольтметр	Шкала, В	U,В	∆U,В	Rv,Ом
GDM-8145
DT9207A
DT9207A

в) Используя полученные значения напряжений и сопротивлений вольтметров, рассчитайте ЭДС источника Е и его сопротивление r.

6.1. Оборудование:

– источник питания постоянного тока Б5-47,

– амперметр и вольтметр – цифровые мультиметры GDM-8145,

– R – магазин сопротивлений.

В зависимости от соотношения величины сопротивления источника r и нагрузки R один и тот же стабилизированный источник может работать как источник тока, или как источник напряжения.

Режим стабилизации токареализуется при сопротивлениях нагрузки R, меньших по сравнению с сопротивлением источника r (R << r). В этом случае ток в цепи равен , и соответственно , т. е. падение напряжения на нагрузке меняется пропорционально ее сопротивлению.

В режиме стабилизации напряженияисточник питания работает при условии, когда r << R. В этом случае ток в цепи (обратно пропорционален сопротивлению нагрузки), а напряжение на нагрузке , т. е. не зависит от сопротивления нагрузки.

В данном задании применяется стабилизированный источник питания, в котором используется обратная связь и внутреннее сопротивление источника считать постоянным можно только условно. В зависимости от заданных значений выходного напряжения и тока, источник (за счет обратной связи) изменяет внутреннее сопротивление и (при подключении сопротивления нагрузки) реализует либо режим стабилизации напряжения, либо режим стабилизации тока, что определяется по световой индикации источника. При включении без нагрузки световой индикатор показывает режим стабилизации напряжения.

6.3. Ход выполнения работы:

а) Соберите схему рис. 4.4. Установите на источнике напряжение 12 В, ток 0,2 А, на магазине сопротивлений – 99,9 Ом, и соответствующие предельные значения тока и напряжения на мультиметрах 200 мА и 20 В.

Рис. 4.4. Схема для изучения режимов работы источника: Е – источник питания постоянного тока Б5-47; А – амперметр – мультиметр GDM-8145; V – вольтметр – мультиметр GDM-8145; R – магазин сопротивлений

б) Уменьшая величину сопротивления нагрузки от 99,9 до 9,9 Ом с шагом 10 Ом, запишите в таблицу 4.2 соответствующие значения тока и напряжения.

Таблица 4.2 – Значения тока и напряжения.

R, Ом	U, В	I, мА	Р, мВт
99,9
89,9
…
9,9

в) Рассчитайте выделяемую на сопротивлении мощность Р и постройте графики зависимости тока I, напряжения U и мощности Р от сопротивления нагрузки R. Определите величину сопротивления нагрузки, соответствующей смене режима стабилизации. Сравните эту величину со значением, определенным из отношения напряжения к току, установленных на дисплеях источника.

Дата добавления: 2014-12-24