2

Zadání: Změřte zatěžovací charakteristiku zdroje konstantního proudu. Stanovte maximální odpor zátěže pro napájecí napětí ±15 V a konstantní proud zátěží 15 mA. Charakteristiku vyneste graficky. Popis měřeného předmětu: Tento obvod je napájen zdrojem V1, který poskytuje energii pro referenční zdroj R1 a D1, napájecí zesilovač a také dodává energii pro proud tekoucí odporu R4. Referenční zdroj je tvořen rezistorem R1 a zenerovou diodou D1, kde R1 slouží k nastavení pracovního bodu zenerovy diody a D1 slouží jako stabilizátor napětí. Odporový dělič tvořený R2 a R3 slouží ke snížení napětí, které je měřeno operačním zesilovačem jako napětí na odporu R3. Operační zesilovač pracuje jako sledovač, porovnávající napětí na odporu R5 s napětím na odporu R3. Pokud je napětí na + vstupu vyšší než na - vstupu, výstupní napětí zesilovače se tlačí k +15V. Výstupní signál zesilovače je zesilován tranzistorem Q1, který umožňuje přenos většího proudu. Odpor R5 je snímačem proudu, který mění napětí a vrací ho zpět do zesilovače. Proud tekoucí odporu R4 tvoří zátěž pro tento obvod. Teoretický rozbor: Zadání: Uzd= 2,7 V Izd= 10mA Iout= 110mA Výpočty: IR23=Izd/10 IR23=1mA IR23=0,001A IR1=Izd+Ir23 IR1=0,01+0,001 IR1=0,011 A UR1=Uv1-Uzd UR1=15-2,7 UR1=12,3 V R1=Ur1/Ir1 R1=12,3/0,011 R1=1 118 Ω UR23= Uzd UR23=2,7 V UR5 si navrhneme 1 V UR3 50% = UR5 UR3 50% = 1 V UR3 100%=UR3 50%* 2 UR3 = 1*2 UR3 = 2V UR2=Uzd-Ur3 100% UR2=2,7 – 2 UR2=0,7 V R2=Ur2/IR23 R2=0,7/0,001 R2=700 Ω R3=Ur3 100%/IR23 R3=2 / 0,001 R3=2000 Ω R5=UR5 / Iout R5=1 / 0,11 R5=9 Ω UR4=UV1-UR5 UR4=15-1 UR4=14 V IR4=Iout IR4=0,11 A R4 50%=Ur4/IR4 R4 50%=14/0,11 R4 50%=127,27 Ω R4 100%= R4 50% *2 R4 100%= 127,27 * 2 R4 100%= 254,545 Ω VÝSLEDKY R [Ω] U [V] I [A] R1 1 118 12,3 0,011 R2 700 0,7 0,011 R3 2000 2 R4 255 14 0,11 R5 9 1 - Postup měření: Nejprve nastavíme odpor R4 tak, aby jeho výsledná hodnota byla 0 Ω a to tím, že ho nastavíme na hodnotu 0%. Poté ověříme, zda proud na zdroji proudu odpovídá požadavku. Pokud tomu tak není, upravíme hodnotu proudu pomocí odporu R3. Následně budeme postupně měnit hodnotu odporu R4 a zaznamenávat napětí na něm (Uout) a proud na zdroji proudu (Iout). K ověření teoreticky vypočtených hodnot ze schématu použijeme sondy UZD, IR1, IR2, UR3 a UR5. Závěr: Chceme určit maximální hodnotu odporu R4, při které bude zdroj proudu stále schopen udržovat konstantní proud. Tedy hledáme hodnotu R4, při které proud nepřekročí maximální kapacitu zdroje proudu. Schéma zapojení: Schéma 1[Měření na zdroji proudu] Seznam použitých přístrojů: V1- stejnosměrný zdroj Uzd, Ur3, U out, Ur5- měřicí přístroje na napětí Ir, Ir2, Iout- měřicí přístroje na proudy Tabulky: R4 % Iout [mA] Uout [V] 0 110,23 0,002811 10 110,16 2,8092 20 110,09 5,6145 30 110 8,4149 40 109,9 11,209 50 109,77 13,996 60 94,456 14,452 70 81,087 14,474 80 71,075 14,449 90 63,309 14,529 100 57,081 14,556 Grafy: Vyhodnocení: Po ověření proudu a napětí ve schématu jsem zjistil, že hodnoty IR1 a IR2 odpovídají vypočítanému proudu a napětí UZD se rovná zadané hodnotě. Nicméně, při kontrole napětí UR3 a UR5 jsem narazil na chybu, protože vypočítané hodnoty neodpovídají hodnotám v schématu. Konkrétně se mi podařilo změřit hodnoty 0,5 V, zatímco vypočítané hodnoty byly 1 a 2 V.