Nr ćwicz. 1	Data: 10.11. 2010	Sebastian Wołyński	WBMIZ MiBM	Semestr III	Grupa: M5
Prowadzący: mgr inż. Damian Głuchy					Ocena:
Temat: Badanie obwodów prądu stałego zawierającego elementy liniowe i nieliniowe.

1. Cel ćwiczenia

Zapoznanie się z układem do pomiaru rezystancji metodą techniczną. Wykonanie pomiarów umożliwiających wykreślenie charakterystyk prądowo-napięciowych wybranych liniowych i nieliniowych elementów rezystancyjnych oraz charakterystyk obwodów złożonych z rezystorów liniowych i nieliniowych.

2. Przebieg ćwiczenia

Połączyć układ pomiarowy zgodnie ze schematem przedstawionym na rysunku, przy czym, w zależności od wartości rezystancji mierzonego elementu(duża czy mała), jeden z zacisków woltomierza łączyć z punktem X lub Y. Zmieniając wartość napięcia uzyskiwanego z zasilacza lub (i) zmieniając rezystancję opornika suwakowego, zmieniać (zwiększać) stopniowo wartość prądu płynącego w badanym elemencie. Mierzyć przy tym wartość napięcia U i odpowiadające im wartości prądu I. Wyniki zanotować w tabeli.

Podczas badania elementów liniowych należy wykonać więcej pomiarów, pozwala to w miarę dokładnie wykreślić nieliniową charakterystykę prądowo-napięciową badanego elementu.

3. Zagadnienia

Prawo Ohma - Natężenie prądu stałego I jest proporcjonalne do całkowitej siły elektromotorycznej w obwodzie zamkniętym lub do różnicy potencjałów (napięcia elektrycznego U) między końcami części obwodu nie zawierającej źródeł siły elektromotorycznej. Można ją opisać jako:

Współczynnik proporcjonalności w tej relacji nazywany jest kondunktancją, oznaczaną przez G.

lub w ujęciu tradycyjnym:

Odwrotność kondunktancji nazywa się rezystancją (lub oporem elektrycznym) przewodnika i oznaczana jest wielką literą R:

Prawo Ohma określa opór elektryczny przewodnika:

Łączenie rezystorów:

● równoległe - przy połączeniu równoległym rezystorów na zaciskach tych elementów występuje to samo napięcie U, ponieważ wszystkie elementy są włączone między tą samą parę wezłów. Odwrotność rezystancji zastępczej dowolnej liczby połączonych równolegle rezystorów jest równa sumie odwrotności rezystancji poszczególnych rezystorów, więc:

1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃

● szeregowe - przy połączeniu szeregowym rezystorów, przez wszystkie rezystory przepływa taki sam prąd. Rezystancja zastępcza dowolnej liczby rezystorów połączonych szeregowo jest równa sumie rezystancji poszczególnych rezystorów.

R = R1 + R2 + R3

Pomiar rezystancji metodą techniczną i metodą mostkową:

● metoda mostkowa - Impedancje Z1, Z2 ,Z3, Z4 stanowią ramiona mostka. Pomiędzy punkty C i D obwodu włączony jest galwanometr lub inny wskaźnik równowagi o impedancji Z5. Punkty A i B obwodu zasilane są ze źródła napięcia o sile elektromotorycznej E i impedancji wewnętrznej Z6.

● metoda techniczna - pomiaru rezystancji polega na praktycznym zastosowaniu prawa Ohma zgodnie ze wzorem:

Dla układu poprawnie mierzonego napięcia prąd płynący przez amperomierz jest sumą prądów płynących przez mierzony rezystor i woltomierz. W układzie poprawnie mierzonego prądu woltomierz mierzy sumę napięć na mierzonym rezystorze i amperomierzu. Obliczenie prawidłowej wartości rezystancji w każdym z układów wykonujemy uwzględniając odpowiednie poprawki.

Rezystory liniowe i nieliniowe:

● Rezystory liniowe dzielimy na stałe i zmienne. W rezystorach zmiennych można zmieniać wartości rezystancji (rezystory nastawne lub regulacyjne) lub stosunek podziału rezystancji (potencjometry). Rezystor liniowy w normalnych warunkach pracy charakteryzuje się proporcjonalną zależnością napięcia od prądu, tzn. jest spełnione prawo Ohma (U = RI przy czym R = const).

● Dla rezystorów nieliniowych wartość rezystancji jest funkcją prądu lub napięcia.

Lp.	Nazwa elementu lub układu	Pomiary		Obliczenia		Uwagi
				I	U		Rx	Rxśr
				mA	mV		Ω	Ω
1.		Rezystor	475	540
2.			405	460
3.			340	390
4.			265	310
5.			220	260
6.			155	190
7.			85	110
8.			5	30

Lp.	Nazwa elementu lub układu	Pomiary		Obliczenia		Uwagi
				I	U		Rx	Rxśr
				mA	V		Ω	Ω
1.		Żarówka 6,3V - 0,3A	265	63
2.			255	59
3.			245	55
4.			235	51
5.			225	46
6.			215	43
7.			200	39
8.			185	35
9.			175	31
10.			160	27
11.			145	23
12.			130	19
13.			115	15
14.			90	10

Lp.	Nazwa elementu lub układu	Pomiary		Obliczenia		Uwagi
				I	U		Rx	Rxśr
				mA	V		Ω	Ω
1.		Rezystor	13,8	64
2.			12,4	56
3.			10,4	48
4.			8,6	40
5.			6,8	32
6.			5	25
7.			3	16
8.			1,2	8

Lp.	Nazwa elementu lub układu	Pomiary		Obliczenia		Uwagi
				I	U		Rx	Rxśr
				mA	V		Ω	Ω
1.		Żarówka i opornik	420	60
2.			395	56
3.			375	52
4.			350	48
5.			325	43
6.			305	39
7.			280	35
8.			250	30
9.			225	26
10.			200	22
11.			175	18
12.			145	14
13.			120	10
14.			90	6

---