Labdiode 2 - 2de labo van Electronica 1 PDF

Preview

Summary

2de labo van Electronica 1...

Description

- Ea2.1 -

Opleiding:

Academiejaar:

Klas: Groepslede n:

Naam: Groepsnummer:

Begeleidend e docent(en):

Datum uitvoering:

o Verslag - opdracht o Voorbereiding Opleidingsonderdeel: Titel opdracht:

Lab Elektronica 1 Oef. Ea2.1: Enkelzijdige gelijkrichting

In te vullen door de docent Datum evaluatie en paraaf docent:

Datum ontvangst:

Evaluatie Structuur & lay-out Inhoud Taal Netheid

--

-

=

+

++

--

-

=

+

++

--

-

=

+

++

--

-

=

+

++

KATHOLIEKE HOGESCHOOL VIVES – STUDIEGEBIED IW&T – CAMPUS BRUGGE, KORTRIJK en OOSTENDE 1

- Ea2.2 -

Oplossing: Als voorbeeld wordt de oplossing voor de schakeling uit figuur Ea1.6a gegeven: - Als vi  +0,6 V  D2 geleidt, D1 spert  vo = (vi + 0,6) / 2 (Bewijs!) - Als vi  -0,6 V  D1 geleidt, D2 spert  vo = (vi - 0,6) / 2 (vi is < 0 !) - -0,6 V < vi < +0,6 V  D1 en D2 sperren  vo = v i Vervolledig voor de schakeling uit figuur Ea1.6b de onderstaande beschrijving: - Als vi < +0,6 V  D1 spert, D2 spert  vo = f(vi) = Vi - Als vi  +0,6 V  D1 geleidt, D2 spert  vo = f(vi) = Vi - Als vi  …… V  D1geleidt , D2 geleidt  vo = f(vi) = Vi

KATHOLIEKE HOGESCHOOL VIVES – STUDIEGEBIED IW&T – CAMPUS BRUGGE, KORTRIJK en OOSTENDE 2

- Ea2.3 -

Oefening Ea2: gelijkrichting en spanningsstabilisatie

Oefening Ea2.1: Enkelzijdige gelijkrichting

1. Voorbereiding Beschouw het periodiek stroomverloop uit figuur Ea2.1. De gemiddelde waarde van een periodiek variërende stroom is de gelijkstroomwaarde die in dezelfde tijd en in dezelfde kring dezelfde hoeveelheid lading zou verplaatsen als de beschouwde stroom. Voor één periode geldt dus:

T

Q idt I AV . T 0

Of T

IAV 

1 idt T 0

Voor de spanning wordt dit: T

V AV 

1 vdt T

(VAV = I AV .R, v = i.R)

0

figuur Ea2.1 Passen we dit toe op een enkelzijdig gelijkgericht signaal (figuur Ea2.2), dan vinden we:

T

V AV 

1 1 vdt  T T 0

T /2

vdt  0

1 T

T /2

V m sin tdt 0

V V AV  m  . Na uitwerking verkrijgen we:

KATHOLIEKE HOGESCHOOL VIVES – STUDIEGEBIED IW&T – CAMPUS BRUGGE, KORTRIJK en OOSTENDE 3

- Ea2.4 -

figuur Ea2.2

In deze bepaling werd er geen rekening gehouden met het spanningsverlies over de diode. Brengen we dit verlies wel in rekening (VD= 0,7 V), dan vinden we: V V AV  m  0,35 

(enkelzijdige gelijkrichting)

Vragen: - Verklaar in de bovenstaande uitdrukkingen de waarde van 0,35 V. Dit komt door dat een halve periode wordt verdeeld over de volledige periode. Als we dan de 0,7V delen door 2 bekomen we 0,35V. - Wanneer de gemiddelde waarde van een signaal met een digitale voltmeter wordt gemeten, dan moet dit toestel in de stand DC staan.

Oefening Ea2.2: Dubbelzijdige gelijkrichting en afvlakking

1. Voorbereiding 1.1 Welke meetopstelling moet er in opgave 2.1 worden gebruikt om de belastingskarakteristiek vsec = f(isec) van een transformator te bepalen (figuur Ea2.4a of b)? Vergeet hierbij niet dat de uitgangsweerstand van de transformator zeer klein is (enkele ).

KATHOLIEKE HOGESCHOOL VIVES – STUDIEGEBIED IW&T – CAMPUS BRUGGE, KORTRIJK en OOSTENDE 4

- Ea2.5 -

1.2 Ook in opgave 2.2 wordt een belastingskarakteristiek bepaald, nl. VC = f(IL). Duid op figuur Ea2.5 de plaats aan van de V- en A-meter. Hierbij geldt opnieuw dat de uitgangsweerstand van de schakeling klein is.

1.3 Vul in (AC/DC):

opgave 2.1 (transformator) opgave 2.2 (bruggelijkrichting+ afvlakking)

stand V-meter AC DC

stand A-meter AC DC

1.4 Bij het meten van de rimpelspanning met de oscilloscoop moet de schakelaar ‘DC/AC/GND’ in de stand DC geplaatst worden.

2. Opgaven 2.1 De transformator - Meet de primaire en secundaire gelijkstroomweerstand op. Verklaar het verschil in waarde. - Meet de belastingskarakteristiek op (vsec = f(isec )). Stel de maximale waarde van de secundaire stroom gelijk aan 500 mA. Meetopstelling: figuur Ea2.6 a of b (zie voorbereiding) (R L= schuifweerstand uit het lab elektriciteit) Bepaal uit deze karakteristiek de dynamische uitgangsweerstand van de transformator.

figuur Ea2.4

2.2 Bruggelijkrichting en afvlakking

KATHOLIEKE HOGESCHOOL VIVES – STUDIEGEBIED IW&T – CAMPUS BRUGGE, KORTRIJK en OOSTENDE 5

- Ea2.6 -

Beschouw de dubbelzijdige gelijkrichter met afvlakking uit figuur Ea2.5.

A V

figuur Ea2.5

- Bepaal vooreerst de belastingskarakteristiek Vc = f(IL). Gebruik een afvlakcondensator van 2200 F (25 V). De maximale waarde van IL is 500 mA. Meetopstelling: zie voorbereiding. - Ga de invloed na van de grootte van de afvlakcondensator op de waarde van de uitgangsspanning Vc en de rimpelspanning Vc. (Gebruik achtereenvolgens een condensator van 2200 F en 220 F en stel telkens een belastingsstroom IL in van 100 mA). Meet Vc met een DVM en neem de oscilloscoopbeelden over van Vc. Besluiten? - Neem het oscilloscoopbeeld over van de stroom die door de diodebrug vloeit (indirecte stroommeting R= 1 ). Verklaar het verkregen resultaat.

KATHOLIEKE HOGESCHOOL VIVES – STUDIEGEBIED IW&T – CAMPUS BRUGGE, KORTRIJK en OOSTENDE 6

- Ea2.7 -

Oefening Ea2.3: spanningsstabilisatie

1. Voorbereiding In figuur Ea2.6 worden alle elementen weergegeven die van belang zijn bij de omvorming van wisselspanning tot gelijkspanning: transformator, gelijkrichter, afvlakcondensator en regulator. Als regulator gebruiken we een zenerschakeling.

figuur Ea2.6

1.1 a) Bepaal de serieweerstand RZ aan de hand van de volgende gegevens:  RLmin = 100 ,

400 mW P z max Vz = 0,1 10 V = 4 mA,  IZmin = 0,1.Izmax = 0,1  VZ bij IZmin : aflezen op zenerkarakteristiek op bladzijde Ea2.7,  spanning over de condensator: 17 V.

Schema (figuur Ea2.8 vereenvoudigd): Rz = ?

zener 10V

Vc= 17V Izmin

RLmin = 100 Ohm ILmax

Bereken de dissipatie in de weerstanden RZ en RLmin (Pdissipatie = R.I2)

KATHOLIEKE HOGESCHOOL VIVES – STUDIEGEBIED IW&T – CAMPUS BRUGGE, KORTRIJK en OOSTENDE 7

- Ea2.8 -

b) Vervang de zenerschakeling door zijn Thevenin-equivalent.

Rz

RTh RLmin= 100 Ohm

Vc= 17V

zener 10V

VTh

zener 10V

Thevenin

Teken aan de hand van het Thevenin-equivalent de belastingslijn op de zenerkarakteristiek blz. Ea2.7. Lees het instelpunt (VZ, IZ) af. 1.2 Gegeven:   

RZ (uit voorbereiding 1.1), VC = 17 V, zenerkarakteristiek (zie blz. Ea2.7).



Bepaal RLmax waarbij IZ = 0,9IZmax = 36 mA. Bereken de dissipatie in de weerstanden. Teken ook voor deze waarde van RL de belastingslijn op de zenerkarakteristiek. Gebruik hiervoor opnieuw een Thevenin-equivalent. Lees het instelpunt (VZ, IZ) af.

Gevraagd: 

2. Opgaven 2.1 Controleer het instelpunt van de zener door meting en vergelijk het de theoretische waarde. Vz (V) RL= 100  RL= maximumwaarde

Iz (mA)

theoretisch praktisch theoretisch praktisch

Meet Iz op een indirecte manier (via spanningsmeting). 2.2 Meet met de oscilloscoop de rimpelspanning over de condensator en over de zener (VC: kanaal 1; VZ : kanaal 2), zowel bij RLmin (100 ) als bij RLmax. Besluit?

STUKKENLIJST

-

1 x siliciumdiode 1N4148 en 1N4007 1 x bruggelijkrichter 1A type (of hoger), b.v. BY164, B40C1500,… 1 x condensator 220 µF elco (minimumwerkspanning 25V) 1 x condensator 2200 µF elco (minimumwerkspanning 25V)

KATHOLIEKE HOGESCHOOL VIVES – STUDIEGEBIED IW&T – CAMPUS BRUGGE, KORTRIJK en OOSTENDE 8

- Ea2.9 -

-

1 x zenerdiode 10 V (400 mW)

KATHOLIEKE HOGESCHOOL VIVES – STUDIEGEBIED IW&T – CAMPUS BRUGGE, KORTRIJK en OOSTENDE 9...