Nr Grupy:		Imię i nazwisko:							Data:
Nr ćwiczenia:		Temat ćwiczenia:							Ocena:
		Przesyłanie energii prądem stałym

1. Pomiary napięć i spadków napięć.

Zmierzyć spadki napięć w przewodach linii, napięcie między przewodami oraz wykreślić zależność tych wielkości od długości linii - U_x = f / l_x / i U_x = f / l_x / .

Do pomiarów używamy modelu linii. Dla uzyskania małych jego rozmiarów na przewody użyto drutu oporowego ( rozpiętego na desce w powietrzu ) . Całą linię dzielimy na równe odcinki

( np. na 5 ) zaznaczając wyrażnie punkty podziału .

Zestawiamy układ przedstawiony na rys. 1 . Po ustaleniu pewnego natężenia prądu odbiornika w postaci opornika R₂ mierzymy woltomierzami następujące wielkości :

U_x - napięcie między przewodami linii ( woltomierz V_x ) ,

∆U₊ - spadek napięcia w przewodzie ” + ” ( woltomierz V₊ ) ,

∆U_- - spadek napięcia w przewodzie ” - ” ( woltomierz V_- ) .

Rys.1. Badanie spadków napięcia w linii.

Pomiary wykonujemy przesuwając punkty przyłączenia woltomierzy do linii ( 1,1' ) do następnych punktów podziału woltomierzy odcinki ( 2,2' i dalej ) aż do zacisków odbiornika.

W czasie pomiaru zwracamy uwagę, aby natężenie prądu nie uległo zmianie.

Odczyty mierników zestawiamy w tabelkę 1.

Fe:

Lp.	Lx	∆U +	∆U -	∆Ux	I	Uo
	-	V	V	V	A	V
1.
2.
3.
4.
5.

Cu:

Lp.	Lx	∆U +	∆U -	∆Ux	I	Uo
	-	V	V	V	A	V
1.
2.
3.
4.
5.

Al:

Lp.	Lx	∆U +	∆U -	∆Ux	I	Uo
	-	V	V	V	A	V
1.
2.
3.
4.
5.

Lx =
- długość odcinka linii mierzona o jej początku w długości całej linii.

∆U = ∆U₊ + ∆U_- - spadek napięcia w linii.

Na podstawie danych tabelki wykreślamy zależności Ux ₊ i Ux _- od Lx ( rys. 2 )

Zależność ∆Ux = ∆U₊ + ∆U_- = IR _- = I
+ I

V Ux, ∆Ux

Ponieważ przewodność i przekrój obu przewodów są jednakowe, Ux

można napisać:

∆Ux = 2I *
=
Lx

wykres zależności będzie prostą wychodzącą z początku układu

współrzędnych / Y = AX /.

∆Ux Zależność Ux = f / l_x /

Ux = Uo - Ux

Lx

gdzie: Uo - napięcie na początku linii ( na zaciskach źródła ), wartość ( przy stałym prądzie obciążenia I )

Ponieważ dowiedliśmy, że ∆Ux =
Lx zatem Ux = Uo -
Lx

Wykres zależności będzie również prostą / Y = b i ax /

2. Wykreślenie charakterystyki linii.

Zbadać, jak zmienia się napięcie i prąd odbiornika przy zmianie oporności odbiornika od zera do nieskończoności, jeśli napięcie źródła prądu i oporności linii nie ulegają zmianie.

Zestawiamy układ przedstawiony na rys. 3. Zmieniamy oporność R₂ od zera do nieskończoności. Napięcie na początku linii utrzymujemy stałe ( regulując R₂ ). Odczytujemy natężenie prądu pobieranego przez odbiornik i napięcie na nim ( na końcu linii ).

Rys.3. Schemat połączeń przy sporządzaniu charakterystyk linii.

Wykonujemy 9 pomiarów zmieniając R₂ od 0 do ∞ ( przerwany obwód ) :

Odczyty zestawiamy w tabelce 2, a następnie obliczamy charakterystyczne wielkości wyszczególnione w tabelce.

Lp.		Pomiary					Obliczenia
	Uo	U1	I	∆U	∆P	Po	P2	η	R1	R2
	V	V	A	V	W	W	W	--	Ω	Ω
1
2
3
4
5
6

Uo - napięcie na początku linii ( mierzy woltomierz Vo )

U _L - napięcie na końcu linii ( mierzy woltomierz V₁ )

I - prąd płynący w linii ( pobierany przez odbiornik )

R₂ - oporność odbiornika

R₂ =

U - spadek napięcia w linii

∆U = Uo - U _L

p - strata mocy w linii

∆p = 2I² * R _L = I * 2 * I * R _L = I * ∆U

gdzie: R _L - oporność jednego przewodu linii

Po - moc pobierana ze źródła prądu

Po = Uo * I

P₂ - moc pobierana przez odbiornik

P_{2 =} U _L * I

η =
- sprawność linii

2 R _L - oporność linii

2 R _L =

3. Wykreślanie charakterystyk.

Wykreślić na podstawie pomiarów i obliczeń następujących charakterystyk.

2 wykres:

Po = f ( I )

P2 = f ( I )

η = f ( I ).

1 wykres:

∆U = f ( I )

∆P = f ( I ).

4 wykres:

Po = f ( R2 )

P2 = f ( R2 )

η = f ( R2 ).

3 wykres:

I = f ( R2 )

∆U = f ( R2 )

∆P = f ( R2 ).

Ω

3

---