Задача 3. Определить, в каких пределах будет изменяться напряжение на выходе стабилизатора, если Uвыx = 18 В, Кст = 30, относительное изменение входного напряжения 0,4, Ictmin =…

Для определения, в каких пределах будет изменяться выходное напряжение стабилизатора, а также для построения вольт-амперной характеристики (ВАХ) стабилитрона, давайте разберем задачу по шагам.

Шаг 1: Определение выходного напряжения

1. Данные:

   • Выходное напряжение \( U_{\text{вых}} = 18 \, \text{В} \)
   • Коэффициент стабилизации \( K_{\text{ст}} = 30 \)
   • Относительное изменение входного напряжения \( \Delta U_{\text{вход}} = 0,4 \) (то есть 40%)
   • Минимальный ток нагрузки \( I_{\text{кт min}} = 10 \, \text{мА} = 0,01 \, \text{А} \)
   • Максимальный ток нагрузки \( I_{\text{кт max}} = 150 \, \text{мА} = 0,15 \, \text{А} \)

2. Выходное напряжение в условиях изменений: Обозначим начальное входное напряжение как \( U_{\text{вход}} \). Теперь определим изменение входного напряжения: \[ U_{\text{вход измен}} = U_{\text{вход}} \cdot \Delta U_{\text{вход}} = U_{\text{вход}} \cdot 0,4. \]

3. Максимальное и минимальное значение входного напряжения: Если \( U_{\text{вход}} \) изменится, то изменение напряжения на выходе стабилизатора будет определяться коэффициентом стабилизации \( K_{\text{ст}} \). Выходное напряжение \( U_{\text{вых}} \) изменится на величину: \[ \Delta U_{\text{вых}} = \frac{U_{\text{вход измен}}}{K_{\text{ст}}} = \frac{0,4 \cdot U_{\text{вход}}}{30}. \]

4. Входное напряжение и пределы:

   • Минимальное входное напряжение: \[ U_{\text{вход min}} = U_{\text{вход}} - \Delta U_{\text{вход}}. \]
   • Максимальное входное напряжение: \[ U_{\text{вход max}} = U_{\text{вход}} + \Delta U_{\text{вход}}. \]

   Подставляем это в формулу:

   • Минимальное выходное: \[ U_{\text{вых min}} = 18 \, \text{В} - \Delta U_{\text{вых}} = 18 \, \text{В} - \frac{0,4 \cdot U_{\text{вход}}}{30} \]
   • Максимальное выходное: \[ U_{\text{вых max}} = 18 \, \text{В} + \Delta U_{\text{вых}} = 18 \, \text{В} + \frac{0,4 \cdot U_{\text{вход}}}{30} \]

Шаг 2: Построение ВАХ стабилитрона

Для построения ВАХ стабилитрона вам понадобятся значения входного тока и напряжения. ВАХ может быть получена экспериментально или аналитически, если известна характеристика стабилитрона.

1. Соберите данные по току и напряжению:

   • Измеряйте напряжение при различных значениях тока в нагрузке от \( I_{\text{кт min}} \) до \( I_{\text{кт max}} \).

2. Нанесите данные на график:

   • По оси Х отложите ток, по оси Y – выходное напряжение. Это даст вам графическую зависимость и посмотрит как напряжение меняется в зависимости от тока нагрузки.

Заключение

Таким образом, вы можете определить пределы изменения напряжения на выходе стабилизатора и построить вольт-амперную характеристику стабилитрона. Надеюсь, объяснения были полезными для понимания темы! Если есть дополнительные вопросы, не стесняйтесь их задавать.