Politechnika Lubelska

Katedra Podstaw Metrologii

Laboratorium Metrologii

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 1.

Temat :Badanie laboratoryjnych źródeł prądu .

Wykonano: 29.10.99

Grupa : wykonał : Czuryło Paweł

1.Czuryło Paweł

2.Banach Tomasz

Grupa ED 5.1

Rok akad. 1999/2000

Cel ćwiczenia :

Celem ćwiczenia jest poznanie podstawowych źródeł napięcia i prądu stałego i przemiennego oraz metod pomiaru ich charakterystycznych parametrów.

1. Pomiar charakterystyki obciążenia źródła elektrochemicznego

Układy pomiarowe:

Dane przyrządów pomiarowych:

A - Amperomierz magnetoelektryczny, kl. 0.5,

R = 23/I_n(mA)+0,004 [Ω] PL-P3-520-E6/

V - Woltomierz cyfrowy, G-1002.500 zakres 2V PL-T-4219-E2-M

W - Wyłącznik

R₀ - Rezystory nastawne :

a) 89Ω , 1.1A PL-K-039-E6/

b) 2.1Ω , 8A PL-P3-90-E6

Wyniki pomiarów według schematu z rysunku a)

Lp.		Zakres [mA]
	U [V]	15	30	75
		I [mA]
1	1,238	13,45	-	-
2	1,236	15	-	-
3	1,242	-	15	-
4	1,238	-	17,5	-
5	1,232	-	20	-
6	1,190	-	22,5	-
7	1,181	-	25	-
8	1,164	-	30	-
9	1,142	-	-	40
10	1,235	-	-	50
11	1,238	-	-	60
12	1,233	-	-	70

Obliczenia:

Charakterystyka obciążeenia akumulatora U=f(I₀) dla układu z rysunku a)

Jak wynika z obliczeń oraz z charakterystyki U=f(I₀) pomiary zostały przeprowadzone błędnie , przyczyną tego było wadliwe połączenie pomiędzy zaciskiem a wtyczką bananową o czym przekonałem się dopiero po wykonaniu pomiarów. Ze względu na to nie dokonywałem obliczeń rezystancji wewnętrznej dla pozostałych pomiarów.

Wyniki pomiarów według schematu z rysunku b)

		Zakres [mA]
Lp.	U [V]	15	30	75	150	300	750	1500	Rw [mΩ]
		I0 [mA]
1	1,258	15	-	-	-	-	-	-	0,00
2	1,257	-	25	-	-	-	-	-	40,00
3	1,256	-	-	40	-	-	-	-	50,00
4	1,255	-	-	60	-	-	-	-	50,00
5	1,253	-	-	-	100	-	-	-	50,00
6	1,251	-	-	-	150	-	-	-	46,67
7	1,245	-	-	-	-	300	-	-	43,33
8	1,232	-	-	-	-	-	600	-	43,33
9	1,244	-	-		-	-	750	-	45,33
10	1,217	-	-	-		-	-	800	51,25
11	1,213	-	-	-	-	-	-	900	50,00
12	1,210	-	-	-	-	-	-	1000	48,00

Obliczenia:

Charakterystyka obciążeenia akumulatora U=f(I₀) dla układu z rysunku b)

2. Charakterystyka U=f(I₀) elektronicznego stabilizatora

Układ pomiarowy:

Dane przyrządów pomiarowych:

At −Autotransformator I_max=10A , U=0−250V , 2,5KVA PL-P3-55-E6

V₁−woltomierz magnetoelektryczny , kl 0,5 , zakres 300V

R=300V/22,5mA=13,33KΩ PL-P3-339-E6

A - Amperomierz magnetoelektryczny, kl. 0.5,

R = 23/I_n(mA)+0,004 [Ω] PL-P3-520-E6/

V₂ − Woltomierz cyfrowy, G-1002.500 zakres 2V PL-T-4219-E2-M

R₀ - Rezystor nastawny , R=46Ω , I_max=2,4A PL-k-020-E6

ZASILACZ−napięcie znamionowe 5V ,I_max=2,4A , P_max=80VA PL-P3-721/E6

Wyniki pomiarów.

Lp	-	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
U1	V	220	220	220	220	220	220	220	220	220	220	220	220
U2	V	5,06	5,05	5,04	5,04	5,03	5,03	5,02	5,02	5,00	4,99	4,94	4,92
I0	mA	0	100	125	150	200	300	500	700	1000	1500	2000	2300

Charakterystyka U=f(I­­₀) stabilizatora elektronicznego.

3. Wyznaczanie współczynnika stabilizacji zasilacza stabilizowanego dla 100%, 50%, 20%, 10% maksymalnego prądu obciążenia przy zmianach napięcia zasilającego

± 10% U_n.

Układ pomiarowy:

Dane przyrządów pomiarowych:

At −Autotransformator I_max=10A , U=0−250V , 2,5KVA PL-P3-55-E6

V₁−woltomierz magnetoelektryczny , kl 0,5 , zakres 300V

R=300V/22,5mA=13,33KΩ PL-P3-339-E6

A - Amperomierz magnetoelektryczny, kl. 0.5,

R = 23/I_n(mA)+0,004 [Ω] PL-P3-520-E6/

V₂ − Woltomierz cyfrowy, G-1002.500 zakres 2V PL-T-4219-E2-M

R₀ - Rezystor nastawny , R=46Ω , I_max=2,4A PL-K-020-E6

ZASILACZ−napięcie znamionowe 5V ,I_max=2,4A , P_max=80VA PL-P3-721/E6

Wyniki pomiarów:

I/Io	U1max	U1min	U2max		U2min		S1	S2
[%]		[V]
100	240	200	4,84		4,83		2,8	2,7
50	240	200	4,94		4,92		7,6	5,7
20	240	200	4,95		4,94		9,1	7,6
10	240	200	4,96		4,95		11,4	9,1

Przykładowe obliczenia :

1)ΔU_we=20V ΔU_wy=0,05V U_we=220V U_wy=4,95V

2) ΔU_we=20V ΔU_wy=0,06V U_we=220V U_wy=4,94V

Zależność współczynnika stabilizacji od obciążenia.

4)Charakterystyka U_wyj=f(α) autotransformatora.

Układ pomiarowy:

Przyrządy:

At −Autotransformator I_max=10A , U=0−250V , 2,5KVA PL-P3-55-E6

V − Woltomierz cyfrowy, G-1002.500 zakres 2V PL-T-4219-E2-M

Wyniki pomiarów:

Lp	-	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Uwyj	V	8	20	29	39	49	60	71	82	94	104	115	126	138
α	Dz	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Lp	-	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25
Uwyj	V	146	160	170	181	192	204	212	223	234	246	256	263
α	Dz	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24

Zależność napięcia wyjściowego autotransformatora od wychylenia regulatora U_wyj=f(α).

5)Charakterystyka potencjometru

Układ pomiarowy:

Przyrządy:

At −Autotransformator I_max=10A , U=0−250V , 2,5KVA PL-P3-55-E6

V − Woltomierz cyfrowy, G-1002.500 zakres 2V PL-T-4219-E2-M

R − rezystor nastawny R=484Ω , I­_max=0,5A PL-P3-57-E6

Wyniki pomiarów:

Lp	-	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
L	Cm	2	4	6	8	10	12	14	16	18	20	22	24
U	V	1,8	6,1	9,4	14,2	19,2	24,2	28,8	33,8	38,9	43,5	49,1	54,7
Lp	-	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
L	Cm	26	28	30	32	34	36	38	40	42	44	46	48
U	V	59,4	63,5	68,0	73,4	78,4	83,6	88,6	94,3	98,9	104,0	108,3	108,3

Charakterystyka potencjomertu U=f(l) , gdzie L-przesunięcie suwaka potencjometru w cm.

Wnioski:

Woltomierzem używanym do wyznaczania SEM akumulatora i jego rezystancji wewnętrznej był multimetr cyfrowy. Charakteryzuje się on bardzo dużą rezystancją wewnętrzną, dlatego też pomiar SEM akumulatora obdarzony jest małym błędem . Rezystancja wewnętrzna akumulatora jak wykazują przeprowadzone pomiary jest w przybliżeniu stała, zmienia się nieznacznie z prądem obciążenia.

Na podstawie pomiarów wykonanych podczas badania elektronicznego stabilizatora napięcia widać, że jego napięcie maleje wraz ze wzrostem prądu obciążenia. W chwili gdy prąd osiągnie wartość krytyczną (I_omax=2,4 A ) napięcie wyjściowe maleje niemal do zera. Zmniejszaniu się napięcia wyjściowego towarzyszy zmniejszanie się prądu. Badany zasilacz charakteryzuje się dobrym i stałym współczynnikiem stabilizacji. Współczynnik stabilizacji badanego zasilacza znacznie maleje po przekroczeniu prądu 0,5I_omax.

Badanie potencjometru suwakowego pozwoliło wykazać, że charakterystyka napięcia wyjściowego w funkcji przesunięcia suwaka jest linią prostą .Wnioskiem stąd jest to, że badany potencjometr był potencjometrem liniowym o równomiernym rozmieszczeniu uzwojeń drutu oporowego.

Pomiary wykonane przy badaniu autotransformatora laboratoryjnego U_wy= f (α) wykazują, że skalę autotransformatora należy traktować jako orientacyjną, gdyż wartość napięcia wyjściowego nie pokrywa się z wartością napięcia nastawionego na autotransformatorze. Aby uzyskiwać żądane wartości napięcia dołączyć należy woltomierz do autotransformatora.

1

9

U(V)

I₀(mA)

U(V)

I₀(mA)

V₂

mA

Ro

V₁

Zasilacz

~220V

At

I₀(mA)

U(V)

V₂

mA

Ro

V₁

Zasilacz

At

U_we-10%

U_we+10%

S

I_0max(%)

U_wyj(V)

α(dz)

R

V

AT

∼ 220 V

L(cm)

U(V)

---