Режимы работы трансформатора. Стабилизаторы напряжения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования «Новополоцкий государственный политехнический колледж»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по курсу «ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА С ОСНОВАМИ ЭЛЕКТРОНИКИ»

Выполнил Иванов И.И.

Проверил Петров В.В.

Новополоцк, 2015 г.

Содержание

Задание 1

Задание 2

Задание 3

Задание 4

Задание 5

Основные свойства и характеристики магнитного поля

Принцип действия и устройство трансформатора. Режимы работы

Выбор проводов и кабелей

Полупроводниковый диод. Конструкция, назначение, режимы работы, виды

Стабилизаторы напряжения. Виды, работа, характеристики

Литература

Задание 1

Условие. Цепь постоянного тока содержит шесть резисторов, соединенных смешанно. Схема цепи и значения резисторов указаны на соответствующем рисунке. Номер рисунка и величина одного из заданных токов или напряжений приведены в таблице 1. Индекс тока или напряжения совпадает с индексом резистора, по которому проходит этот ток или на котором действует указанное напряжение. Например, через резистор R5 проходит ток I5 и на нем действует напряжение U5. Определить по полной схеме на рисунке: 1) эквивалентное сопротивление цепи относительно вводов АВ; 2) ток в каждом резисторе; 3) напряжение на каждом резисторе; 4) расход электрической энергии цепью за 10 ч. Затем выполнить действие с резистором, начертить схему и определить эквивалентное сопротивление цепи.

Таблица 1-исходные данные задачи 1 и теоретические вопросы

Номера вариантов	Номера рисунков	Задаваемая величина	Действие с резисторами	Номера теоретических вопросов
			Замыкается накоротко	выключается из схемы
1	2	3	4	5	6
11	2	J3=1,8А	-	R2	13,29,44,50,59

Рисунок к задаче

Решение.

Определим эквивалентное сопротивление схемы относительно выводов АВ. Оно же полное эквивалентное сопротивление всей схемы

Резисторы R1 и R2 соединены параллельно. Их совместное сопротивление соединено последовательно с резистором R3. Их совместное сопротивление соединено параллельно с резистором R5. Их совместное сопротивление соединено последовательно с резистором R4. Их совместное сопротивление соединено параллельно с резистором R6.

Тогда полное эквивалентное сопротивление в схеме

Определим токи на каждом резисторе.

Падение напряжения на резисторе R3.

Резистор R3 соединен последовательно с совместным сопротивлением R12. Т.е. по участку R12 течет такой же ток в 1,8А, что и на резисторе R3.

Эти резисторы соединены параллельно, т.е. на них общее напряжение.

Найдем это напряжение.

Тогда токи на этих резисторах

Сумма токов 1,08+0,72=1,8А. Условие соблюдается.

Ток на резисторе R5 определим из выражения

Ток на резисторе R4 совпадает с током, который протекает на участке R1-R5. Ток на участке R1-R5 является суммой токов I5 и I3 (а ток I3 совпадает с суммой токов I1 и I2) т.к. участок R1-R5 соединен с резистором R4 последовательно, а участок R1-R3 соединен параллельно с резистором R5.

Осталось определить ток на 6 резисторе I6.

Полный ток схемы составляет 3А.

Напряжения на каждом резисторе.

На резисторах R1 и R2 - 10,8В. На резисторе R3 - 7,2В. На резисторе R4 - 12В. На резисторе R5 - 18В. На резисторе R6 - 30В. И это полное напряжение всей цепи, т.к. в параллельных ветвях напряжение одинаковое.

Расход электрической энергии цепью за 10 ч.

W = Pt = U_ABI_АВt = 30*3*10 = 900 Вт*ч = 0,9 кВт*ч.

Исключаем из схемы резистор R2.

Схема приобретает вид

Ее эквивалентное сопротивление

Задание 2

Условие. Неразветвленная цепь переменного тока, показанная на соответствующем рисунке, содержит активные и реактивные сопротивления, величины которых заданы в таблице № 2. Кроме того, известна одна из дополнительных величин (U, I, P, Q, S). Определить следующие величины, если они не заданы в таблице вариантов: 1) полное сопротивление цепи Z; 2) напряжение U, приложенное к цепи; 3) силу тока в цепи; 4) угол сдвига фаз ц (величину и знак); 5) активную Р, реактивную Q, и полную S мощности, потребляемые цепью. Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи и пояснить ее построение. С помощью логических рассуждений пояснить, как изменится ток в цепи и угол сдвига фаз, если частоту тока увеличить вдвое. Напряжение, приложенное к цепи, считать неизменным.

Таблица 2-исходные данные задачи 2

Номер варианта	Номер рисунка	R1, Ом	R2, Ом	XL1, Ом	XL2, Ом	XC1, Ом	XC2, Ом	Дополнительная величина
11	10	80	-	100	-	25	15	J = 1А

Рисунок 2

Решение.

Определим полное сопротивление цепи



Определим напряжение в цепи.

Сила тока задана и равна 1 А.

Определим угол сдвига фаз ц (величину и знак)

Сначала определим синус ц

Тогда угол ц равен 37°

определим активную Р, реактивную Q и полную S мощности в цепи.

Активная мощность Р определяется мощностью, рассеиваемой на резисторе (т.к. других активных элементов не указано)

Реактивная мощность определяется мощностями катушки и конденсаторов

Полная мощность определяется по следующей формуле

Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи и пояснить ее построение. С помощью логических рассуждений пояснить, как изменится ток в цепи и угол сдвига фаз, если частоту тока увеличить вдвое.

Построение векторной диаграммы начинаем с выбора масштаба для тока и напряжения. Задаемся масштабом по току: в 1 см - 2,0 А и масштабом по напряжению: в 1 см - 20 В.

Вдоль вектора тока отложим падения напряжения на активном элементе Ur1=IR1=1•80=80(В). При масштабе 20В/см длина вектора 4 см.

Из конца вектора UR откладываем в сторону опережения вектора тока на 90° вектор падения напряжения UL1 на индуктивном сопротивлении длиной UL1=IXL1=1•100=1000/20 В/см = 5 см.

Из конца вектора UL1 откладываем в сторону отставания от вектора тока на 90° векторы падения напряжения на конденсаторах Uc1 и Uc2 длиной Uc1=IXc1=1•25=25 В/20 В/см = 1.25 см и Uc2=IXc2=1•15=15 В/20 В/см = 0,75 см.

Геометрическая сумма векторов является полным напряжением, приложенным к цепи.

Готовая диаграмма будет иметь вид

С помощью логических рассуждений пояснить, как изменится ток в цепи и угол сдвига фаз, если частоту тока увеличить вдвое.

Ток в неразветвленной цепи переменного тока определяется выражением

i = Im•sin(щt+шi)= i = Im•sin(2рft+шi).

Если частота тока увеличится вдвое то условно это выражение можно будет записать

i = Im•sin(4рft+шi).

Период функции синус составляет р. Т.к. увеличение частоты в два раза и 2 это четное число, то ни ток, ни угол сдвига фаз не изменятся, т.к. в смысле периода 2р и 4р идентичны.

Задание 3

Условие. Составить схему двухполупериодного выпрямителя, использовав стандартные диоды, параметры которых приведены в табл. 3. Определить допустимую мощность потребителя, если значение выпрямленного напряжения Uо, В. Данные для своего варианта взять из табл. 4.

Таблица 3.

Номера вариантов	Типы диодов	Uо, В
11.	Д218	300

Решение.

Укажем параметры подходящего диода.

Характеристики диодов

Типы диодов	Iдоп, А	Uобр, В
Д218	0.1	1000

Для двухполупериодной и мостовой схем выпрямления тока через диод равен половине тока потребителя, т.е. следует соблюдать условие Iдоп ? 0.5Iо.

Тогда ток потребителя равен двойному допустимому току через диод и в данном случае составит 2•0,1=0,2А.

Напряжение, действующее на диод в непроводящий период Ub, также зависит от той схемы выпрямления, которая применяется в конкретном случае.

Так, для однополупериодного и двухполупериодного выпрямителя Ub = рUо = = 3.14 Uо, для мостового выпрямителя

Ub = 2р Uо /2 = 1.57 Uо,

а для трехфазного выпрямителя Ub = 2.1 Uо. При выборе диода, следовательно, должно соблюдаться условие Uобр ? Ub.

Ub = 3,14 Uо=3,14•300=942В.

Как видно обратное напряжение через диод 1000В больше, чем Ub=942В, т.е. условие выбора диода по напряжению соблюдается.

Соберем схему.

Определим допустимую мощность потребителя

Трехфазный выпрямитель, собранный на трех диодах, должен питать потребитель постоянным током. Мощность потребителя Ро, Вт при напряжении Uо, В. Следует выбрать один из трех типов полупроводниковых диодов, параметры которых приведены в табл. 3.9 для схемы выпрямителя, и пояснить, на основании чего сделан выбор. Начертить схему выпрямителя. Данные для своего варианта взять из табл. 3.4.

Таблица 4.

Номера вариантов	Типы диодов	Ро, Вт	Uо, В
11.	Д224 Д207 Д214Б	90	30

Решение.

Укажем характеристики диодов

Типы диодов	Iдоп, А	Uобр, В
Д207	0.1	200
Д214Б	2	200
Д224	5	50

Определим ток потребителя и от него ток допустимый ток диода.

Iо = Pо/ Uо = 90/30 = 3 A.

Для трехфазного выпрямителя необходимо, чтобы Iдоп ? I₀.

Тогда допустимый ток для выпрямителя Iдоп ? I₀ Iдоп ? •3?1(А)

Т.е. допустимый ток диода должен быть не менее 1А.

Определим напряжение на диоде в непроводящий период

для трехфазного выпрямителя Ub = 2.1 Uо=2,1•30=63(В)

При выборе диода, следовательно, должно соблюдаться условие Uобр ? Ub.

Т.е. допустимый ток диода не менее 1А, обратное напряжение не менее 63В.

По обоим показателям подходит только один диод из трех - Д214Б.

Соберем схему.

Задание 4

Условие. Выполнить арифметические действия в двоичной системе счисления и произвести проверку, переведя ответ из двоичной в десятичную систему счисления. Данные для своего варианта взять из таблицы 5

Таблица 5

Номера вариантов	Сложить	Вычесть	Умножить	Разделить
11.	49 + 37	122- 50	15 *7	90 : 6

Решение.

Все числа положительные, поэтому можно пользоваться только прямым кодом

Для этого переведем числа в двоичную систему

Сложение

49/2=24(1) 24/2=12(0) 12/2=6(0) 6/2=3(0) 3/2=1(1) 4910=1100012	37/2=18(1) 18/2=9(0) 9/2=4(1) 4/2=2(0) 2/2=1(0) 3710=1001012

складываем

110001

+100101

= 1010110

1010110₂=1*2⁶+1*2⁴+1*2²+1*2¹=64+16+4+2=86₁₀

49+37=86

Вычитание

122/2=61(0) 61/2=30(1) 30/2=15(0) 15/2=7(1) 7/2=3(1) 3/2=1(1)12210=11110102	50/2=25(0) 25/2=12(1) 12/2=6(0) 6/2=3(0) 3/2=1(1)5010=1100102

вычитаем

1111010

- 110010

=1001000

проверяем

1001000₂=1*2⁶+1*2³=64+8=72₁₀

122-50=72

умножение

15/2=7(1) 7/2=3(1) 3/2=1(1) 1510=11112	7/2=3(1) 3/2=1(1) 710=1112

правила умножения двоичных чисел:

0 * 0 = 0; 1 * 0 = 0

0 * 1 = 0; 1 * 1 = 1.

умножаем

1111

* 111

=1111

+ 1111

+ 1111

=1101001

Проверяем

1101001₂=1*2⁶+1*2⁵+1*2³+1*2⁰=64+32+8+1=105

15*7=70+35=105

Деление

90/2=45(0) 45/2=22(1) 22/2=11(0) 11/2=5(1) 5/2=2(1) 2/2=1(0) 9010=10110102	6/2=3(0) 3/2=1(1) 610=1102

Делим

1011010/ 110

1111

- 110

= 1010

- 110

= 1001

- 110

= 110

- 110

= 000

Проверяем

90/6=15

1111₂=1*2³+1*2²+1*2¹+1*2⁰=8+4+2+1=15₁₀

Задание 5

Условие. Для транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, заданы напряжение на базе Uбэ, сопротивление нагрузки Rk и напряжение источника питания Ек. Используя входную и выходные характеристики, определить напряжение на коллекторе Uкэ, ток коллектора Iк, коэффициент усиления h21э и мощность на коллекторе Рк. Определить также коэффициент передачи тока h21б.

Данные для своего варианта взять из табл. 6.

Таблица 6

Номера вариантов	Номера рисунков	Uбэ, В	Rк, кОм	Ек, В
11.	5.1,. 5.2.	0.3	0.1	40



Рисунки к заданию

Решение.

Откладываем на оси абсцисс точку Uкэ = Ек = 40В, а на оси ординат - точку, соответствующую Iк = Ек/ Rк = 40/100 = 0,4А. Здесь Rк = 0.1кОм = 100 Ом.

Соединяем эти точки прямой и получаем линию нагрузки.

Находим на входной характеристике для Uбэ = 0.3 В ток базы Iб = 3мА.

Находим на выходных характеристиках точку С при пересечении линии нагрузки с характеристикой, соответствующей Iб = 3мА.

Определяем для точки С ток коллектора Iк=0,3А и напряжение Uкэ=14,5В.

Коэффициент усиления h21э для схемы с общим эмиттером определяется как

Ток коллектора известен. Ток базы тоже

Мощность на коллекторе Рк

Рк = Uкэ Iк =14,5* 0,3 =4,35(Вт).

коэффициент передачи тока h21б

h21б = h21э/(h21э + 1) = 100/(100 + 1) =0,99.

Основные свойства и характеристики магнитного поля

магнитный трансформатор диод напряжение

При прохождении электрического тока по проводнику вокруг него образуется магнитное поле. Магнитное поле представляет собой один из видов материи. Оно обладает энергией, которая проявляет себя в виде электромагнитных сил, действующих на отдельные движущиеся электрические заряды (электроны и ионы) и на их потоки, т. е. электрический ток.

Основными характеристиками магнитного поля являются магнитная индукция, магнитный поток, магнитная проницаемость и напряженность магнитного поля.

Магнитная индукция и магнитный поток. Интенсивность магнитного поля, т. е. способность его производить работу, определяется величиной, называемой магнитной индукцией. Чем сильнее магнитное поле, созданное постоянным магнитом или электромагнитом, тем большую индукцию оно имеет. Магнитную индукцию В можно характеризовать плотностью силовых магнитных линий, т. е. числом силовых линий, проходящих через площадь 1 м2 или 1 см2, расположенную перпендикулярно магнитному полю.

Где S -- площадь поперечного сечения поверхности, через которую проходят магнитные силовые линии. Отсюда следует, что в таком поле магнитная индукция равна потоку Ф, поделенному на площадь S поперечного сечения:

В системе единиц СИ магнитный поток измеряется в веберах (Вб), эта единица имеет размерность В*с (вольт-секунда). Магнитная индукция в системе единиц СИ измеряется в теслах (Тл); 1 Тл = 1 Вб/м2.

Величиной, характеризующей магнитные свойства среды, служит абсолютная магнитная проницаемость м_а. Единицей ее измерения является генри на метр (1 Гн/м = 1 Ом*с/м).

Абсолютную магнитную проницаемость вакуума называют магнитной постоянной, мо = 4р*10^-7 Гн/м. Магнитная проницаемость ферромагнитных материалов в тысячи и даже десятки тысяч раз больше магнитной проницаемости неферромагнитных веществ. Отношение магнитной проницаемости м_а какого-либо вещества к магнитной проницаемости вакуума м₀ называют относительной магнитной проницаемостью:

Напряженность магнитного поля. Напряженность Н не зависит от магнитных свойств среды, но учитывает влияние силы тока и формы проводников на интенсивность магнитного поля в данной точке пространства. Магнитная индукция и напряженность связаны отношением



Следовательно, в среде с неизменной магнитной проницаемостью индукция магнитного поля пропорциональна его напряженности. Напряженность магнитного поля измеряется в амперах на метр (А/м) или амперах на сантиметр (А/см).

Для общей характеристики магнитного поля служит поток вектора магнитной индукции через некоторую поверхность S, который называют также магнитным потоком и обозначают Ф. Поток вектора магнитной индукции через какую-либо замкнутую поверхность

Принцип действия и устройство трансформатора. Режимы работы

Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию другого напряжения при неизменной частоте.

Трансформатором называется статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования одной (первичной) системы переменного тока в другую (вторичную) систему переменного токи. В общем случае вторичная система переменного тока может отличаться от первичной любыми параметрами: значениями напряжения и тока, числом фаз, частотой и т. д В электротехнике наибольшее применение получили силовые трансформаторы, посредством которых изменяют значения переменного напряжения и тока (число фаз и частота остаются неизменными). Классифицируют трансформаторы по нескольким признакам: I) по назначению -- на силовые общего применения, силовые специального применения (сварочные, нагревательные и др.), импульсные (для преобразования амплитуды импульсов) и т. д.; 2) по числу трансформируемых фаз -- на однофазные и трехфазные; 3) по числу обмоток на фазу -- на двухобмоточные, трехобмоточные, многообмоточные; 4) по виду охлаждения -- с воздушным (сухие трансформаторы) и масляным (масляные трансформаторы) охлаждением; 5) по форме магнитопровода -- на стержневые, броневые и др.

Простейший трансформатор состоит из магнитопровода (сердечника), выполненного из ферромагнитного материала (обычно листовой электротехнической стали) и двух обмоток, расположенных на стержнях магнитопровода. Обмотка, к зажимам которой подводится электрическая энергия, называется первичной. К другой обмотке, называемой вторичной, подключается приемник Z.

Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. Протекающий по первичной обмотке переменный ток создает в магнитопроводе переменный магнитный поток Ф. Этот поток сцеплен с обеими обмотками и индуцирует в каждой из них переменную ЭДС: в первичной обмотке -- ЭДС самоиндукции во вторичной обмотке -- ЭДС взаимоиндукции Ј2. Поэтому вторичная обмотка может рассматриваться как источник переменного напряжения. Если вторичная цепь замкнута, то по ней потечет ток.

ЭДС в первичной и вторичной обмотках создаются одним и тем же магнитным потоком Ф, сцепленным с обеими обмотками. Поэтому в каждом витке первичной и вторичной обмоток индуцируется одинаковая ЭДС Е. Ввиду последовательного соединения витков ЭДС первичной обмотки равна Е1 = щ1Е а вторичной обмотки Е2 = щ2Е. Из этого следует, что .

При холостом ходе трансформатора во вторичной обмотке ток не протекает, поэтому, напряжение на зажимах вторичной обмотки равно U2х =Е2. С другой стороны, ввиду малого значения тока первичной обмотки, с достаточной точностью можно считать, что т. е. что ЭДС самоиндукции Е1 полностью уравновешивает действие напряжения, приложенного к первичной обмотке. Поэтому отношение ЭДС можно заменить отношением напряжений:

где К -- коэффициент трансформации.

Коэффициентом трансформации называется отношение первичного напряжения ко вторичному при холостом ходе трансформатора.

Cледует, что U2=U1/k. Таким образом, трансформатор изменяет значение напряжения в К = щ1/щ2 раз.

Магнитопровод трансформатора состоит из тонких (обычно 0,5 мм) стальных пластин, покрытых с двух сторон изолирующей пленкой (например, лаком). Такая конструкция магнитопровода обусловлена стремлением ослабить в нем вихревые токи, а следовательно, уменьшить величину потерь энергии в трансформаторе.

Иногда обмотки трансформатора наматываются на магнитопровод, который в этом случае может быть кольцевым, выполненным из стальной ленты. В большинстве случаев обмотки трансформатора выполняются отдельно в виде цилиндрических катушек, поэтому магнитопровод должен быть разборным, чтобы установить катушки. В магнитопроводах стержневого типа стержни, на которых расположены обмотки, сверху и снизу замкнуты ярмом. Для уменьшения влияния воздушных зазоров сборка листов магнитопровода производится внахлестку.

В магнитопроводах броневого типа обмотки трансформатора частично прикрываются («бронируются») ярмами.

В масляных трансформаторах обмотки и магнитопровод помешают в бак с трансформаторным (минеральным)маслом.

Выбор проводов и кабелей

Для выбора сечения кабелей вначале определяется ток в жиле в зависимости от мощности приемника. Ток в жиле кабеля одиночного однофазного электроприемника на 220В и трехфазного на 380В соответственно:

Для магистральной линии, питающей 2 и более трехфазных приемника:

, где

где УP_р и УQ_р - суммарные мощности приемников, подключенных к одной линии.

При питании нескольких однофазных приемников от одной магистральной линии они подключаются на разные фазы. В этом случае ток в кабеле определяется для условной трехфазной нагрузки по утроенной мощности наиболее загруженной фазы:

, где

где и - максимальная из суммарных мощностей однофазных приемников по каждой фазе.

В общем случае, когда магистральная линия питает смешанную нагрузку из трехфазных и однофазных приемников, ток определяется:

, где

Сечение жилы кабеля или провода выбирается таким, чтобы допустимый ток кабеля превышал расчетный ток: .

Допустимый ток I_доп проводов и кабелей приведен в специальных таблицах.

Наиболее применимые на строительной площадке марки электропроводки представлены в табл.

Выбор марки кабеля или провода осуществляется по напряжению (до 1кВ, выше 1кВ) и условиям прокладки (в траншее, для стационарной прокладки, для питания передвижных механизмов).

Маркировка, например ВВГ 3Ч25 означает - трехжильный кабель с сечением жилы 25 мм² с медными жилами в изоляции и оболочке из ПВХ, или, например, ВВГ 3(1Ч25) означает - три одножильных кабеля ВВГ.

Полупроводниковый диод. Конструкция, назначение, режимы работы, виды

Диодом называют полупроводниковый прибор с одним р -- «-переходом и двумя внешними выводами. По назначению диоды делятся на выпрямительные, высокочастотные, импульсные, стабилитроны и т. д.

Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока низкой частоты в постоянный ток. Их основу составляет кристалл полупроводника двухслойной структуры, в котором создан р -- n переход. Кристалл защищают от внешних воздействий пластмассовым или металлическим корпусом.

На рис. 12.7 а, б соответственно показаны внешний вид и АЧХ маломощного диода в пластмассовом корпусе КД105. На рис. 12.7,б приведено условное обозначение диодов. На рис. 12.8, а, б даны соответственно внешний вид и характеристика диода средней мощности 2Д201.

При прямом включении ток через диод в 103--104 раз превышает обратный ток. Практически диод пропускает ток только в одном направлении.



Наряду с диодами широко применяются выпрямительные столбы и блоки, которые содержат в одном корпусе несколько диодов. Диоды могут иметь отдельные выводы или их соединяют в выпрямительные схемы. На рис. 12.9 а, б показаны соответственно внешний вид и схема выпрямительного блока КШ02. В диодных матрицах и сборках, которые выпускаются в виде интегральных микросхем, несколько диодов изготовлены на одном кристалле полупроводника.

При выборе типа диода для конкретной схемы выпрямления надо знать значения его предельных эксплуатационных параметров. К таким параметрам относятся предельно допустимый постоянный ток диода Iир так и максимально допустимое обратное напряжение Кроме того, указывается диапазон рабочих температур.

Если Uобр диода меньше, чем требуется, то включают последовательно несколько диодов. Для увеличения пропускаемого прямого тока диоды можно включать параллельно. Так как ВАХ диодов даже одного типа могут существенно отличаться друг от друга, то для выравнивания напряжения по диодам и тока между ними включают дополнительно резисторы (рис. 12.10, а, б).

Стабилизаторы напряжения. Виды, работа, характеристики

Стабилизатором называют устройство, предназначенное для автоматического поддержания напряжения на нагрузке при изменении напряжения питающей сети и тока нагрузки.

На входные клеммы стабилизатора подается напряжение выпрямителя, а к выходным подключается нагрузка.

Основным параметром, характеризующим стабилизатор, является коэффициент стабилизации

При изменяющемся токе нагрузки его влияние на выходное напряжение стабилизатора оценивается выходным сопротивлением:



Различают два типа стабилизаторов напряжения: параметрические и компенсационные.

В параметрических стабилизаторах используются элементы с нелинейной вольт-амперной характеристикой. Такими элементами могут быть полупроводниковые стабилитроны, у которых при больших изменениях тока напряжение изменяется мало.

Простейшая схема параметрического стабилизатора приведена на рис. 15.13. В нормальном режиме при некотором Uвх напряжение на стабилитроне VD и нагрузке Rn:

Компенсационные стабилизаторы имеют больший коэффициент стабилизации, чем параметрические. Они могут выполняться на любые выходные токи. Принцип их работы основан на автоматическом регулировании выходного напряжения. Структурная схема такого стабилизатора приведена на рис. 15.14. Она состоит из регулирующего элемента 1, управляющего элемента 2 и источника эталонного или опорного напряжения 3. Напряжение на нагрузке



где U1 -- падение напряжения на регулирующем элементе 1.

Управляющий элемент 2 сравнивает выходное напряжение или его часть с эталонным напряжением; от результатов этого сравнения зависит сигнал, который вырабатывается этим элементом. От величины управляющего сигнала зависит падение напряжения U1.

Если выходное напряжение Uвых стало меньше заданного, то при его сравнении с опорным вырабатывается сигнал, уменьшающий U1 и приводящий Uвых к исходному значению. Наоборот, при увеличении Uвых управляющее устройство вырабатывает сигнал, увеличивающий U1.

В настоящее время широкое распространение получили компенсационные стабилизаторы в виде интегральных микросхем. К ним относятся, например, микросхемы КPЕН. Они выпускаются на выходные напряжения 3--12; 12 30 В и токи от 0,15 до 3 А. При необходимости увеличить Uвых можно использовать в качестве регулирующего элемента мощные транзисторы, включаемые совместно с микросхемой.

Литература

1. Данилов И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники. - М., 1983.

2. Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники. - М., 1976.

3. Обозначения условные графические в схемах. ГОСТ 2.728-74, 2.747-68, 2.730-732.785-74.

4. Усс Л.В., Красько А.С., Климович Г.С. Общая электротехника с основами электроники. - Мн., 1990.

Размещено на Allbest.ru

...