ELETTRONICA APPLICATA II (DU)
Guida alle esercitazioni di laboratorio - AA 2000-2001
Esercitazione II.1
Alimentatore e circuiti regolatori
Avvertenze
In questa esercitazione è possibile usare come sorgente di bassa tensione a 50 Hz un
generatore di segnale oppure un trasformatore con il primario collegato alla rete e
secondario a varie prese selezionate da un deviatore. Usando il trasformatore impostare il
deviatore in modo da ottenere la tensione indicata.
L’oscilloscopio e il generatore di segnali hanno quasi sempre la massa collegata al morsetto
di terra della rete; le masse dei due strumenti devono quindi essere considerate collegate tra
di loro. Per eseguire con l’oscilloscopio misure di tensione tra due punti nessuno dei quali è a
massa, occorre eseguire una misura differenziale: Collegare ai punti da misurare i due
canali, e combinarli con {ADD + INVERT}. Nel caso in cui la tensione a 50 Hz sia fornita dal
trasformatore il secondario è isolato da massa, ed è possibile osservare direttamente la Vs.
Nel circuito con raddrizzatore a doppia semionda non è possibile osservare
contemporaneamente, con due soli canali, Vs e Vu; bisogna fare due misure indipendenti,
spostando anche il morsetto di massa.
E’ disponibile su ULISSE un documento con i risultati di alcune misure di questa
esercitazione (E2es91a.pdf).
II.1.1 Raddrizzatore
Montare il circuito raddrizzatore a una semionda indicato nello schema, senza il
condensatore C1. Collegare un carico Rl = 1 KΩ. I diodi sono 1N4001 o simili (1N400x).
a) Applicare come Vs una tensione sinusoidale a 50 Hz, 15 Vpp.
b) Verificare le forme d’onda su Vs e Vu.
c) Misurare la caduta di tensione sul diodo in conduzione (misura differenziale)
Iu
Iu
Vs
C1
Rl
Vu
Vs
C1
Rl
Vu
II.1.2 Raddizzatore e filtro
Inserire nel circuito raddrizzatore a semplice semionda il condensatore C1 da 10 µF.
a) Rilevare la nuova forma d’onda su Vu, e confrontarla con quella senza condensatore.
b) Inserire un altro condensatore C1 = 100 µF, e confrontare la Vu con quella precedente.
Perchè con il secondo valore di C1 la scarica sembra lineare ?
c) Con C1 = 100 µF misurare la componente continua della Vu e il valore picco picco della
ondulazione; confrontare con quanto calcolato a partire da Vs, C e Iu (attenzione: i
condensatori elettrolitici possono avere tolleranze anche del 50 %).
d) Variare la resistenza di carico in modo da ottenere correnti di uscita
approssimativamente di 5 mA e di 15 mA; verificare le variazioni della Vu, sia per la
componente continua che per l’ondulazione, e confrontare le misure con i valori calcolati.
e) Montare il circuito raddrizzatore a doppia semionda (sempre senza C1). Mantenendo la
stessa Vs dei punti precedenti, verificare la forma d’onda su Vu. Spiegare la differenza
rispetto al punto b) della parte 1.1.
f) Ripetere i punti a) ..c) per il raddrizzatore a doppia semionda.
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Segnali nel raddrizzatore a una semionda:
(esercitazione 981204, gruppo Cerri-Lamanuzzi-Lucarelli)
A: tensione sinusoidale di ingresso Vs
B: corrente nel diodo (segnale ottenuto con resistenza in serie al diodo, e lettura differenziale
di tensione; nell’immagine la Id compare invertita)
C: tensione Vu sul condensatore (C1 = 47 µF, Rl = 1 kΩ)
Quando scorre corrente nel diodo (intervallo T1) il condensatore si carica (rampa di Vu in
salita).
Quando il diodo non conduce (intervallo T2) il condensatore si scarica sul carico Rl (rampa in
discesa).
Per misurare la corrente Id nel diodo conviene inserire una
resistenza da 10 Ω in serie nella maglia di ingresso, come
indicato nello schema a lato, e rilevare la tensione su Rs.
Dato che Rs ha un capo a massa, è possibile osservare
contemporaneamente Id (con maggiore precisione rispetto
alla misura differenziale) e Vu. La misura richiede un
generatore isolato da massa oppure il trasformatore.
Id
Iu
Vs
C1
Vu
Rl
Rs
Verificare l’andamento della corrente nel diodo al variare della capacità C1
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II.1.3 Regolatore a Resistenza-Zener
Aggiungere al circuito del raddrizzatore a semplice semionda con C1 = 10 µF il regolatore
con resistenza R1 = 150 Ω e zener Dz da 5 V nominali. La resistenza di carico è sempre da 1
kΩ. In questo punto e nei successivi applicare una tensione Vs di 10-12 Veff.
a) Verificare il comportamento dello zener, e motivare le forme d’onda sulla Vu.
b) Portare C1 a 100 µF, e verificare che in questa situazione lo zener esplica correttamente
la sua funzione
c) Misurare la componente continua e la tensione di ondulazione in uscita.
d) Determinare sperimentalmente (da misure di ∆Vu/∆Iu) il valore della resistenza
equivalente di uscita Ru; confrontare il risultato con il calcolo teorico della Ru
e) Misurare le variazioni di tensione in uscita al variare della tensione di ingresso; dalle
misure di ∆Va/∆Vu ricavare il fattore di regolazione in tensione Sv. Verificare il risultato
con il calcolo teorico di Sv.
Iu
R1
(per le misure di Ru e Sv variare Vs e Iu
del +-20% circa; le variazioni di Vu sono
molto piccole, e occorre misurare Vu con
uno strumento digitale)
Vs
C1
Va
Vu
Rl
Dz
II.1.4 Regolatore a Transistore-Zener
Aggiungere al circuito del raddrizzatore a semplice semionda il regolatore con zener e
transistore (R2 = 560 Ω, zener da 5 V, Rl = 1 k Ω, C1 = 100 µF).
a) Misurare le variazioni di tensioni in
uscita al variare della tensione
sinusoidale di ingresso; verificare il
risultato con il calcolo teorico del
fattore di regolazione Sv.
Iu
Vs
b) Misurare le variazioni di tensione
in uscita al variare del carico;
confrontare il risultato con il
calcolo teorico della Ru.
C1
R2
Rl
Vu
Dz
(per le misure di Ru e Sv variare Vs e Iu del +-20% circa, e misurare Vu con strumento
digitale)
II.1.5 Regolatore a tre terminali
Sostituire il gruppo R2-zener-transistore con un regolatore di tensione da 5 V integrato (LM
7805).
Ripetere le misure del punto 1.4, confrontando i risultati con le specifiche del regolatore.
Dato che la variazione di Vu è molto piccola, conviene misurarla rispetto a un riferimento
esterno abbastanza stabile (ad esempio un alimentatore a 5 V).
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