C[mF] |
U[V] |
I[A] |
Z/ZW[-] |
S[VA] |
0,5 1 2 2,5 3 4 5 6 7 8 8,5 10 12 14 16 18 20 22 24 26 30 40 50 60 |
205 211 215 216 215 213 205 204 195 185 178 160 149 123 109 97 82 74 68 66 55 41 32 26 |
0,01 0,065 0,13 0,164 0,2 0,25 0,31 0,32 0,355 0,39 0,405 0,44 0,455 0,48 0,49 0,5 0,5 0,51 0,5 0,5 0,5 0,495 0,49 0,49 |
47 7,44 3,79 3,02 2,46 1,95 1,52 1,46 1,26 1,09 1,01 0,83 0,75 0,59 0,51 0,44 0,38 0,33 0,31 0,3 0,25 0,19 0,15 0,12 |
2,05 13,72 27,95 35,42 43 53,25 63,55 65,28 69,23 72,15 72,09 70,4 67,79 59,04 53,41 48,5 41 37,74 34 32 27,5 20,29 15,68 12,74 |
Z |
U[V] |
I[A] |
Z/ZW[-] |
S[VA] |
35 90 150 251 430 710 1280 2200 3830 |
21,5 49 74 104 136 164 183 193 198 |
0,45 0,415 0,375 0,32 0,25 0,17 0,105 0,065 0,025 |
0,11 0,27 0,45 0,75 1,25 2,21 3,99 6,81 18,16 |
9,86 20,34 27,75 33,28 34 27,88 19,22 12,55 4,95 |
R[W] |
U[V] |
I[A] |
Z/ZW[-] |
S[VA] |
P[W] |
2300 2000 1600 1200 1000 700 500 400 300 200 |
168 167 160 150 142 127 109 97 81 62 33 28 18 12 6 2,5 |
0,09 0,095 0,11 0,135 0,155 0,19 0,23 0,26 0,295 0,34 0,405 0,415 0,435 0,45 0,46 0,47 |
4,27 4,03 3,33 2,55 2,1 1,53 1,09 0,86 0,63 0,42 0,19 0,15 0,09 0,06 0,03 0,01 |
15,12 15,87 17,6 20,25 22,01 24,13 25,07 25,22 23,89 21,08 13,37 11,62 7,83 5,4 2,76 1,18 |
13 14 16 18 20 22 24 24 22,5 20 12 10 7 5,5 2 0,5 |
Dopasowanie występuje przy Z=ZW*.
W naszym przypadku przy Z=436,17W
Przy R=436,17W:
Wnioski
W ćwiczeniu badaliśmy źródła prądu sinusoidalnie zmiennego. Moduł impedancji wewnętrznej wyznaczyliśmy z bezpośredniego pomiaru napięcia jałowego i prądu zwarcia i otrzymaliśmy wynik |ZW|=436,17W. W celu wyznaczenia argumentu impedancji wewnętrznej źródła obciążyliśmy źródło reaktancją o znanym argumencie impedancji i uzyskaliśmy wynik . Charakterystyki zewnętrzne źródła U=f(I) mają kształt zgodny z oczekiwanym i tylko nieznacznie odbiegają od oczekiwanych wyników. Warto zauważyć, że dla obciążenia pojemnościowego wartości napięć i prądów są większe od napięcia w stanie jałowym i prądu zwarcia. Jest to spowodowane wystąpieniem zjawiska rezonansu w modelowanym obwodzie. Kolejnym punktem ćwiczenia było wyznaczenie charakterystyk obciążenia |I|=f|Z/ZW| i |U|=f|Z/ZW| przy stałym argumencie impedancji obciążenia i zmiennym module |Z|. Kształt obydwóch charakterystyk tylko nieznacznie odbiega od kształtu charakterystyk przedstawionych w skrypcie do laboratorium. Kolejnymi charakterystykami były charakterystyki mocy czynnej i pozornej w funkcji impedancji P=f(Z/ZW), S=f(Z/ZW). Charakterystyka mocy czynnej rośnie od zera do wartości maksymalnej , która przypada dla Z/ZW=1 czyli dla stanu dopasowania impedancji obciążenia z impedancją wewnętrzną źródła co jest zgodne z teorią. Przy dalszym wzroście stosunku (Z/ZW) moc czynna malała. Charakterystyka mocy pozornej S=f(Z/ZW) została sporządzona dla trzech impedancji o różnych charakterystykach (rezystancyjny, indukcyjny, pojemnościowy). Podobnie jak dla charakterystyki mocy czynnej wszystkie trzy krzywe osiągnęły maksimum dla modułu impedancji wewnętrznej równemu modułowi impedancji obciążenia, a następnie malały wraz ze wzrostem wartości (Z/ZW). Warto zauważyć, że najmniejszą wartość maksymalną osiąga charakterystyka dla Z o charakterze rezystancyjnym a największą dla charakteru pojemnościowego. Związane to jest z możliwością wystąpienia dla obwodu reaktancyjnych zjawisk rezonansowych. Wszystkie wyniki odbiegały tylko nieznacznie od wartości teoretycznych co mogło być związane z niedokładnościami wynikającymi zarówno z niedoskonałości przyrządów pomiarowych i elementów badanych jak i z błędów wynikających bezpośrednio z metody pomiarowej.
Wstęp
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zależnościami prądowo-napięciowymi na zaciskach liniowego źródła prądu sinusoidalnego obciążonego impedancją , gdzie =const, a |Z|=variab, a także z zależnościami mocy czynnej oraz wartości skutecznych prądu i napięcia od modułu impedancji obciążenia.
Układ pomiarowy:
Wyszukiwarka