Laboratorium Metrologii
Nazwisko i Imię: Hanaj Daniel					Grupa: Edi. 5.1
Data wykonania ćwiczenia 28.10.1999		Ćwiczenie nr: 1	Temat Zadania: Badanie laboratoryjnych źródeł prądu.
ZALICZENIE		Ocena	Data		Podpis

1. Cel ćwiczenia :

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi źródłami prądu stałego i przemiennego oraz pomiar ich charakterystycznych parametrów .

Spis przyrządów użytych w ćwiczeniu:

Rezystor suwakowy R₀=89Ω

Amperomierz zakres 1.5A nr 2305350

Woltomierz zakres 2.5V nr N964771

Akumulator zasadowy E=1.25V

1. Pomiar charakterystyki obciążenia źródła elektrochemicznego polega na wyznaczeniu charakterystyki U=f(I₀) akumulatora . Zmieniając rezystancję opornika R_o odczytujemy napięcie U i prąd I₀ płynący przez odbiornik .

Rys1. Układ połączeń do wyznaczania charakterystyki obciążenia źródła elektrochemicznego.

Tabela 1.

Lp	U [V]	I0 [A]	RW [Ω]
1	1,200	0,02	0,65
2	1,200	0,03	0,433333
3	1,200	0,04	0,325
4	1,200	0,06	0,216667
5	1,200	0,10	0,13
6	1,200	0,12	0,108333
7	1,175	0,21	0,180952
8	1,175	0,30	0,126667
9	1,150	0,43	0,146512
10	1,125	0,53	0,166038
11	1,100	0,70	0,161429
12	1,075	0,90	0,153333

Wykres zależności U=f(I₀) uzyskany z pomiarów :

Znając siłę elektromotoryczną źródła E można wyliczyć rezystancję wewnętrzną R_w jako :

R_w=

2. Pomiar charakterystyki obciążenia U=f(I₀) zasilacza elektronicznego . Pomiaru dokonujemy zmieniając rezystancję opornika R₀ .

Rys2. Układ połączeń do wyznaczania charakterystyki obciążenia elektronicznego zasilacza napięciowego.

Tabela 2.

Lp	U [V]	I0 [A]	U [V]	I0 [A]
1	4,80	0,1	4,30	1,8
2	4,80	0,3	4,22	2,25
3	4,80	0,5	4,00	2,2
4	4,70	0,8	3,60	2,1
5	4,70	1,0	3,50	2,0
6	4,65	1,2	3,25	1,95
7	4,62	1,4	3,00	1,85
8	4,60	1,6	2,50	1,7
9	4,60	1,8	2,30	1,6
10	4,58	1,95	1,20	1,2
11	4,56	2,1	0,70	1,0
12	4,52	2,2	0,50	0,9
13	4,50	2,3	0,00	0,8

Wykres zależności U=f(I₀) uzyskany z pomiarów :

3. Pomiar współczynników stabilizacji stabilizatora napięcia . Dokonujemy go przy 100% , 50% , 20% , i 10% maksymalnego prądu obciążenia przy zmianach napięcia ±10% napięcia znamionowego .

Rys3. Układ połączeń do wyznaczania współczynnika stabilizacji zasilacza napięciowego.

Tabela 3.

I0	Uwe[V]	Uwy[V]	S
2,3 A	200	4,35	17,4
2,3 A	210	4,35	16,57143
2,3 A	220	4,4	16
2,3 A	230	4,4	15,30435
2,3 A	240	4,4	14,66667

I0	Uwe[V]	Uwy[V]	S
1,15 A	200	4,60	92
1,15 A	210	4,60	87,61905
1,15 A	220	4,60	83,63636
1,15 A	230	4,61	80,17391
1,15 A	240	4,61	76,83333

I0	Uwe[V]	Uwy[V]	S
0,46 A	200	4,68	46,8
0,46 A	210	4,68	44,57143
0,46 A	220	4,70	42,72727
0,46 A	230	4,70	40,86957
0,46 A	240	4,70	39,16667

I0	Uwe[V]	Uwy[V]	S
0,23 A	200	4,70	47
0,23 A	210	4,70	44,7619
0,23 A	220	4,70	42,72727
0,23 A	230	4,72	41,04348
0,23 A	240	4,72	39,33333

Przykładowe obliczenia dla I₀=2,3A :

ΔU_we=40V ΔU_wy=0.05V U_we=220V U_wy=4.4V

4. Wyznaczanie charakterystyki potencjometru zasilanego z autotransformatora w funkcji

przesunięcia suwaka.

Rys4. Układ połączeń do wyznaczania charakterystyki potencjometru zasilanego z autotransformatora w funkcji przesunięcia suwaka.

Tabela 4.

Lp.	R	U2	Lp.	R	U2
		[Ω]	[V]		[Ω]	[V]
1	60	0	12	280	45
2	90	1	13	330	50
3	100	2	14	350	55
4	110	3	15	370	60
5	130	6,5	16	380	66
6	150	11	17	420	71
7	170	15	18	430	77
8	190	21	19	450	83
9	210	26,5	20	480	90
10	230	31,5	21	500	96
11	250	37,5	22

Charakterystyka U_2­=f(R) potencjometru zasilanego z autotransformatora

5. Badanie charakterystyki U_wy=f(α) laboratoryjnego autotransformatora . Pomiaru dokonujemy zmieniając kąt położenia suwaka autotransformatora o określony kąt i pomiarze napięcia na jego wyjściu . Po dokonaniu pomiarów wykreślimy charakterystykę U_wy=f(α) .

Rys5. Układ połączeń do wyznaczania charakterystyki laboratoryjnego autotransformatora.

Tabela 5.

Lp.	U [V]	α [dz]
1	20	10
2	30	20
3	41	30
4	61	50
5	72	70
6	84	90
7	124	110
8	145	130
9	168	150
10	190	170
11	210	190
12	233	210
13	254	230

Charakterystyka U=f(α) autotransformatora laboratoryjnego

Wnioski:

Charakterystyka obciążenia źródła elektrochemicznego nie jest linią prostą. Charakterystyka opada wraz ze wzrostem natężenia prądu. . Ten spadek napięcia jest związany jest z rezystancją wewnętrzną źródła.

Charakterystyka zasilacza elektronicznego jest prostoliniowa. Dopiero po przekroczeniu pewnej wartości prądu ( w tym przypadku jest to około 2,2A ) następuje gwałtowny spadek napięcia. Oznacza to iż został przekroczony maksymalny prąd obciążenia. Zachowanie takie zasilacza ma na celu zabezpieczenie go przed przekroczeniem tegoż prądu.

Przy pomiarze współczynników stabilizacji stabilizatora napięcia stwierdzamy , że zależy on od wartości napięcia wejściowego i jest większy dla +10%U_n a mniejszy dla -10%U_n .

Współczynnik ten zależy również od wartości prądu obciążenia i przyjmuje większą wartość dla mniejszego prądu .

Charakterystyka autotransformatora jest liniowa ( bliska prostej ) co świadczy o jednolitej zmianie napięcia wraz z kątem wychylenia . Jednak wartości napięć wyskalowane na obudowie przyrządu nie pokrywają się z faktycznym napięciem na jego wyjściu . Tak więc jeżeli chcemy korzystać z autotransformatora jako dokładnego źródła napięcia przemiennego musimy włączać w jego obwód woltomierz .

W

E

R_o

R_w

V

A

V₁

V₂

AT

∼ 220 V

Zasilacz

stabilizowany

R_o

A

V₁

V₂

AT

∼ 220 V

Zasilacz

stabilizowany

R_o

A

R

V₂

AT

∼ 220 V

V

AT

∼ 220 V

---