Электронная и преобразовательная техника

Размещено на http://www.allbest.ru/

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Лабораторные работы

«Электронная и преобразовательная техника»

Факультет транспортных средств

Специальность 150700 ЛОКОМОТИВЫ.

Шифр 02-Т-33427

Преподаватель: Попов Ю.В. Студент: Тюрин А.В.

Москва 2007

Содержание

Лабораторная работа №1. «Исследование полупроводникового диода»

Лабораторная работа №2. «Исследование тиристора»

Лабораторная работа №3. «Исследование биполярных транзисторов и транзисторных усилителей»

Лабораторная работа №5. «Исследование неуправляемых однофазных выпрямителей»

Лабораторная работа №6. ««Исследование управляемых однофазных выпрямителей»

Лабораторная работа №1

«Исследование полупроводникового диода»

1. Исследование прямых ветвей ВАХ диодов D1 и D2.(рис. 1.1)

VD1

U	В	0,95	1,2	1,62	2,19	3,4	4,62	5,8
I	мА	5	15	30	50	100	150	200

VD2

U	В	1,8	1,2	1,43	2	3,4	4,6	5,82
I	мА	5	15	30	50	100	150	200

Строим график зависимости I=f(U)

Вольт-амперная характеристика VD - это зависимость тока через проход от приложенного напряжения, которая близка к идеальной при проведении лабораторной работы.

При параллельном соединении диодов ток распределяется примерно поровну, в зависимости от номинала VD, а их сумма равна току цепи.(рис. 2.1)

R1 = 20 Ом;

U1 = 5,8 В;

РА1 = 95 мА;

РА2 = 100 мА.

2. Исследование обратных ветвей ВАХ диодов D1 и D2.(рис. 3.1)

VD1

U	В	10	20	30
I	мА	0,16	0,35	0,5

VD2

U	В	10	20	30
I	мА	0,08	0,18	0,28

Строим график зависимости I = f(U)



При разном номинале VD ВАХ будут различны, при последовательном соединении VD напряжение на выводах будут различны.(рис. 4.1)

3. Исследование стабилитрона.

По схеме (рис. 3.1) вместо диода VD1 устанавливаем лавинный диод (стабилитрон) VD3.

R = 100 ОМ.

При нажатой кнопке:

I	мА	0,05	0,5	2
U	В	2	3	33

При отпущенной кнопке:

I	мА	5	20	50
U	В	10	15	18

Строим график зависимости I = f(U)

Пробой лавинного диода наглядно видно на графике обратной ветви ВАХ.

Расчет динамического сопротивления стабилитрона.

Расчет ведем по формуле:

Rд = ; где:

- приращение напряжения;

- приращение тока, взятые по последнему и предпоследнему значению из таблицы.

Тогда:

Rд = = = 0,75

Rд = = = 0,36.

При пробое динамическое сопротивление падает.

Расчет коэффициента нестабильности.

Расчет ведем по формуле:

Кн = = = 0,8;

Кн = = = 0,9;

Выводы

1. При параллельном соединении диодов ток распределяется примерно поровну, в зависимости от номинала VD, а их сумма равна току цепи.

2. При разном номинале VD ВАХ будут различны, при последовательном соединении VD напряжение на выводах будут различны.

3. При пробое стабилитрона динамическое сопротивление падает.

Лабораторная работа №2

«Исследование тиристора»

1. Определить напряжение переключения тиристора при различных токах управляющего электрода.

После сбора схемы (рис. 1.2) проведем замеры Uп изменяя Iд.

Iд	мА	1	1,5	2
Uп	В	0,4	0,42	0,43

Построим график зависимости Uп = f(Iд).

2. Расчет коэффициента запирания.

После сбора схемы (рис. 2.2) проведем замеры Iа и Iвых и посчитаем коэффициент запирания Кз.

Iа	мА	100	135	170
Кз		4	4,5	17

Коэффициента запирания рассчитаем по формуле:

Кз = . Тогда:

Кз1 = = = 4;

Кз2 = = = 4,5;

Кз3 = = = 17.

Построим график зависимости Iа = f(кз).

3. Исследование симистора.

Измерение опытных параметров при:

R1 = 100 ОМ, R2 = 120 ОМ.

При Е2 = 15 В Iу вкл = 20 мА

Iу выкл = 35 мА;

При Е2 = 20 В Iу вкл = 25 мА

Iу выкл = 35 мА;

При Е2 = 25 В Iу вкл = 15 мА

Iу выкл = 35 мА.

Выводы

1. Исследовали работу тиристора и определили напряжение переключения тиристора при различных токах управляющего электрода.

2. Рассчитали коэффициент запирания тиристора при различных токах.

3. При увеличении напряжения Е2 ток включения увеличивается, ток выключения остается на одном уровне.

Лабораторная работа №3

«Исследование биполярных транзисторов и транзисторных усилителей»

1. Параметры и характеристики транзисторов.

По схеме (рис. 1.3) проведем необходимые замеры и построим таблицу:

Iб	мА	0,05	0,1	0,25	0,5	1,0	1,5	2,0
Iк	мА	1	1,5	6	20	58	110	175
U	В	0,6	0,7	1,1	1,7	2,8	4,0	5,0

Рассчитаем коэффициент в (коэффициент передачи тока базы).

Расчет будем производить по формуле:

в = . Тогда:

в = = = 20; в = = = 15; в = = = 24;в = = = 40;

в = = = 58; в = = = 73,3; в = = = 87,5.

По результатам построим характеристики биполярных транзисторов.

Входная характеристика Iб = f(Uбэ).

диод тиристор усилитель стабилитрон



Проходная характеристика Iк = f(Iб).

Зависимость коэффициента передачи тока базы в от тока коллектора Iк, в = f(Iк).

Снимем показания:

При Iб = 1 мА

Uкэ	В	2	5	15	25
Iк	мА	52	54	55	57

При Iб = 1,5 мА

Uкэ	В	2	5	15	25
Iк	мА	126	127	128	146

При Iб = 2,0 мА

Uкэ	В	2	5	15	25
Iк	мА	176	181	200	270

Для сравнения построим зависимость Iк = f(Uкэ) на одном графике при Iб = 1; 1,5; 2,0.

2. Исследование транзисторного усилителя с общим эмитером.

По схеме (рис. 2.3) произведем необходимые замеры и заполним таблицу, установив:

R1 = 2,4 ОМ; R2 = 120 ОМ; Е2 = 10 В.

Uвх	В	0,4	1,5	2,6	3,7	4,8
Uвых	В	10	9,96	9,9	9,86	9,86
Iвх	мА	0,3	0,4	0,93	1,38	1,9
Iвых	мА	10	14	4,9	83	83

Коэффициент усиления усилителя по напряжению Кu найдем как:

Кu = .

Он будет равен Кu = 0,036.

Коэффициент усиления усилителя по току Кi найдем как:

Кi = .

Он будет равен Кi = 75,6.

Коэффициент усиления усилителя по мощности Кр найдем как:

Кр = Кu · Кi .

Он будет равен Кр = 2,76.

3. Исследование транзисторного усилителя с общим коллектором (эмиттерного) повторителя.

Uвх	В	1	2	3	4	5	6
Uвых	В	0,47	1,39	2,45	3,46	4,44	5,5
In	мА	5	13	22	30	40	50
Iвх	мА	0,2	0,4	0,55	0,67	0,8	0,9
Кnб		0,47	0,7	0,8	0,8	0,8	0,9
Кni		25	33	40	45	50	56

Построим график транзисторного усилителя с общим коллектором Uвых =f(Uвх).



Коэффициент усиления усилителя по напряжению Кu найдем как:

Кu = .

Он будет равен Кu = 0,054

Коэффициент усиления усилителя по току Кi найдем как:

Кi = .

Он будет равен Кi = 85.

Коэффициент усиления усилителя по мощности Кр найдем как:

Кр = Кu · Кi .

Он будет равен Кр = 4,59.

Е2 = 15 В; R2 = 600 ОМ.

Uвх	В	0,5	1,1	1,7	2,3	2,8
Uвых	В	15,10	15,03	14,98	14,96	14,96
Iвх	мА	0,03	0,24	0,51	0,8	0,9
Iвых	мА	1	6	19	27	27

Коэффициент усиления усилителя по напряжению Кu найдем как:

Кu = .

Он будет равен Кu = 0,03.

Коэффициент усиления усилителя по току Кi найдем как:

Кi = .

Он будет равен Кi = 27,59.

Коэффициент усиления усилителя по мощности Кр найдем как:

Кр = Кu · Кi .

Он будет равен Кр = 0,83

Вывод

1. При увеличении Iб на транзисторе увеличивается ток Iк , транзистором можно управлять в широких пределах.

2. При возрастании напряжения питания коэффициент усиления увеличивается, а при возрастании коллекторного сопротивления коэффициент усиления - уменьшается.

Лабораторная работа №5

«Исследование неуправляемых однофазных выпрямителей»

1. Работа мостового выпрямителя на активную нагрузку.

После сбора схемы согласно (рис. 1) диаграммы осциллографом.

U2 = 28 В.

Ud = 30 В.

Из соотношения Ud = 0,9 ·U2 - 2 · рассчитаем среднее значение напряжения на открытом диоде :

2 ·=0,9 ·U2 - Ud , тогда:

= == 2,4 В.

Изменяя сопротивление нагрузки R , снимем точки внешней характеристики выпрямителя, которая представляет собой зависимость Ud = f(Id).

R1 = 300 ОМ U = 8,6 В I = 55 А

R1 = 100 ОМ U = 8,3 В I = 170 А

R1 = 50 ОМ U = 8,0 В I = 260 А

R1 = 30 ОМ U = 7,5 В I = 510 А

Построим график зависимости Ud = f(Id).



2. Работа мостового выпрямителя на активно - индуктивную нагрузку.

При R1 = 100 ОМ; L = 15 мГн.

При R1 = 100 Ом, L = 15 мГн.

Udmin = 3 B

Udmax = 29 B.

При R1 = 100 ОМ, L = 50 мГн

Udmin = 10 B

Udmax = 24 B.

При R1 = 100 ОМ, L = 150 мГн

Udmin = 13 B

Udmax = 22 B.

При R1 = 100 ОМ, L = 250 мГн

Udmin = 12 B

Udmax = 20 B.

Коэффициент пульсации найдем по формуле:

Кп = ; тогда:

Кп1 = ==0,81;

Кп2 = ==0,41;

Кп3 = ==0,26;

Кп1 = ==0,25.

Построим график зависимости Кп = f(L).



При R1 = 30 ОМ; L = 250 мГн.

Изменяя Lтр на выходе выпрямителя по осциллографу замеряем .

При Lтр = 1 мГн, = 10 мс;

Lтр = 6 мГн, = 7 мс;

Lтр = 11 мГн, = 4 мс;

Lтр = 16 мГн, = 3 мс.

Построим график зависимости = f(Lтр).



Вывод

При увеличении индуктивности на входе выпрямления моста уменьшается.

Лабораторная работа №6

«Исследование управляемых однофазных выпрямителей»

1. Исследования мостового несимметричного (полууправляемого) выпрямителя.

По схеме (рис.1.6) проведем необходимые замеры, изменяя угол закрытия мостового несимметричного выпрямителя напряжения.

U	В	13,2	11,4	9,0	5,7	2,2
	є ,эл.	20	60	90	120	150

Построим график зависимости Ud = f().

Снимем следующие осциллограммы:

- осциллограмма напряжения вторичной обмотки трансформатора при = 90є,

L =15 мГн.(рис. 6.1);

- осциллограмма выпрямленного напряжения (рис. 6.2);

- осциллограмма при положении переключателя индуктивности питающего трансформатора Lтр = 4(рис. 6.3).

Вывод

При различных значениях установки переключателя индуктивности L параметры выпрямленного напряжения различны, угол будет соответствовать Lтр.

Размещено на Allbest.ru

...