Temat ćwiczenia: Obwód prądu stałego			Imię i nazwisko:
Kierunek: Elektrotechnika	Wydział: EAIiE		Rok studiów: 2	Semestr: III zimowy
Data wykonania ćwiczenia: 19.11.2001		Data zaliczenia sprawozdania:	Nr ćwiczenia: 1

I. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest badanie zależności istniejących w obwodach prądu stałego.

II. Przebieg ćwiczenia

1.Prawa Kirchhoffa :

Prądowe prawo :

W każdym węźle to jest punkcie połączenia suma prądów dopływających jest w każdej chwili równa zero :

Napięciowe prawo:

W każdym obwodzie zamkniętym utworzonym przez połączenie elementów skupionych suma napięć na elementach tworzących obwód jest w każdej chwili równa zero:

2. Zasada superpozycji:

W tym punkcie sprawdziliśmy słuszność zasady superpozycji prądów i napięć. Dokonaliśmy tego wypinając z obwodu zasilanego dwoma źródłami kolejno jedno z nich i mierząc dla każdego przypadku rozkład napięć i prądów.

Schemat układu pomiarowego wykorzystywanego w punkcie 1 i 2 :

R₁= 36 [Ω] R₂= 30 [Ω] R₃= 58 [Ω]

Tabela wyników:

	I1 [mA]	I2 [mA]	I3 [mA]	ၓ ၉i [mA]	U1=R1*I1	U2=R2*I2	U3=R3*I3	U1+U3 - E1	U2 +U3 - E2
										[V]	[V]	[V]	[V]	[V]
E1=20[V]					0,176	0,051	0,226	0,453	6,336	1,53	13,108	-0,556	-0,362
E2=15[V]
E1=0[V]					-0,172	0,282	0,109	0,219						-6,192	8,46	6,322	-19,87	-0,218
E2=15[V]
E1=20[V]					0,350	-0,231	0,117	0,236						12,6	-6,93	6,786	-0,614	-15,144
E2=0[V]
2 + 3	0,178	0,051	0,226	0,455	6,408	1,53	13,108	-20,484	-15,362
1 - 4	-0,002	0	0	-0,002	-0,072	0	0	19,928	15

3. Twierdzenie o wzajemności (oczkowe) :

Sprawdzenie polega na przepinaniu źródła zasilania do gałęzi gdzie uprzednio był mierzony prąd, a przyrządu do pomiaru prądu (amperomierza) do gałęzi w której uprzednio znajdowało się źródło.

Schematy układów:

E1=20V	I1 = -0,231 [mA]
E1'=20V	I2 = -0,230 [mA]

4. Sprawdzenie twierdzenia Thevenina :

Schemat układu pomiarowego:

Tabela wyników:

R []	I [A]	U [V]	P [W]
	0,091	30,18	2,75
	0,094	30	2,82
	0,102	29,58	3,02
	0,111	29,12	3,23
	0,121	28,58	3,46
	0,133	27,92	3,71
	0,149	27,04	4,03
	0,167	26,07	4,35
	0,191	24,81	4,74
	0,229	22,74	5,21
	0,277	20,14	5,58
	0,35	16,17	5,66

III. Wykresy:

1) Zależność P = f (R₀) :

2) Zależność U_AB = f (R₀) :

3) Zależność I₀ = f (R₀) :

4) Zależność U_AB = f (I₀) :

Wyznaczając teoretycznie warunek dopasowania odbiornika do źródła korzystamy z tw. Thevenina.

Wyniki naszych obliczeń:

Uth=27,3 [V]

Rw=52,2 [Ω]

Prąd I w gałęzi z Robc wynosi : I=(27,3)/(52,2+R) natomiast moc maksymalna jaka wydzieli się na Robc w przypadku dopasowania odbiornika do źródła wynosi: P=I²*Robc.

Wstawiając do wzoru prąd I otrzymujemy zależność na moc pobieraną przez odbiornik. Chcąc teraz obliczyć z tego wzoru Robc dla jakiego moc pobierana będzie maksymalna licze pochodną d/dR

Ze wzoru na moc i stąd otrzymaliśmy że Robc dla Pmax jest równa 52,2[Ω]

IV. Wnioski:

W zadaniu 2 doświadczalnie została sprawdzona poprawność metody superpozycji, która mówi że prąd w dowolnym elemencie liniowego układu elektrycznego jest równy algebraicznej sumie prądów wywołanych w tym elemencie w wyniku działania każdego napięcia źródłowego niezależnie. Zainstaniałe różnice (rzędu części setnych) wynikły między innymi z nie idealnych mierników lub niedopatrzenia operatora. Jeśli pominąć te błędy przewidywania teoretyczne są zgodne z praktycznymi.

W punkcie 3 sprawdzaliśmy twierdzenie o wzajemności. Zostało przestawione źródło napięcia na drugą gałąź układu. Napięcie na wspólnej gałęzi było w obu przypadkach takie samo. Potwierdziło się więc twierdzenie o wzajemności.

W punkcie 4 badaliśmy dopasowanie energetyczne obciążenia do źródła - czyli zapewnienie warunków pozwalających na przekazanie maksymalnej mocy ze źródła do obciążenia. W obwodach prądu stałego warunek ten to równość rezystancji obciążenia z rezystancją wewnętrzną źródła. Niestety z braku czasu nie udało nam się zmierzyć szukanej rezystancji, ale z pierwszego wykresu P = f (R₀) można wywnioskować że najlepsza rezystancja była już blisko i będzie w granicach 40Ω.

Wszystkie sprawdzane w ćwiczeniu prawa dotyczące obwodów elektrycznych prądu stałego zostały potwierdzone wynikami pomiarów. Niewielkie odchylenia są spowodowane niedokładnością przyrządów pomiarowych.

I₂

I₁

---