Nr ćwiczenia: 

5 

Badanie zależności mocy użytecznej od 

obciążenia 

Ocena z teorii: 

Nr zespołu: 

5 

Konrad Tabor 

 

Ocena z zaliczenia ćwiczenia: 

Data: 
29.02.2008 

Wydział 

Rok 

Grupa 

Uwagi: 

EAIiE 

1b 

8 

 
Cel ćwiczenia: 
Pomiar  natężenia  prądu  w  obwodzie  i  napięcia  na  oporności  obciążenia  w  zależności  od  wartości  oporności 
obciążenia,  wyznaczenie  mocy  użytecznej  w  funkcji  obciążenia,  interpretacja  uzyskanych  wyników,  wyliczenie 
oporności wewnętrznej źródła. 
 
Moc: 
Jest to wielkością fizyczną określającą pracę wykonaną w jednostce czasu przez układ fizyczny. Z definicji, moc 
chwilową określa wzór: 
 

dt

dW

P



 

P – moc 
W – praca 
t - czas 

 
Moc czynna (użyteczna): 
W układach prądu przemiennego (również prądu zmiennego) jest to część mocy, którą odbiornik pobiera ze źródła 
i zamienia na pracę lub ciepło. W układach prądu stałego, cała moc jest mocą czynną. Jednostką mocy czynnej jest 
wat [W]. 



















3

2

s

m

kg

s

J

W

 

 

Często  stosowane  jednostki:  1  [mW],  1  [kW],  1  [MW]  (odpowiednio 

6

3

3

10

,

10

,

10



  [W]).  Spotyka  się  także 

jednostkę „koń mechaniczny” (KM/HP), jest to jednostka mocy w układzie MKS. 
 
Moc w obwodach prądu stałego: 
Moc wydzielana na rezystancji w obwodzie można opisać za pomocą następującej zależności: 
 

R

U

I

R

I

U

P

2

2











 

R – rezystancja 
I – natężenie prądu 
U – napięcie prądu 

 

W pewnych przypadkach powyższy wzór jest prawdziwy także dla odbiornika prądu sinusoidalnie zmiennego. 
 
Rezystancja: 
Rezystancja  jest  miarą  oporu  (podawaną  w  omach  [Ω]),  z  jakim  element  przeciwstawia  się  przepływowi  prądu 
elektrycznego. Odwrotność rezystancji to konduktancja, której jednostką jest simens. 
 
Dla  większości  materiałów  ich  rezystancja  nie  zależy  od  wielkości  przepływającego  prądu  lub  wielkości 
przyłożonego  napięcia.  Prąd  i  napięcie  są  wtedy  do  siebie  proporcjonalne,  a  współczynnik  proporcjonalności  to 
właśnie rezystancja. Zależność ta znana jest jako prawo Ohma. 
 
Miarą oporu, z jaką dany materiał przeciwstawia się przepływowi prądu elektrycznego, jest rezystywność. Jeżeli 
znamy wymiary geometryczne elementu i rezystywność materiału, z jakiego został wykonany, to jego rezystancję 
obliczamy następująco: 
 

S

l

R





 

R – rezystancja 
ρ – rezystywność materiału 
l – długość przewodnika 
S – pole przekroju przewodnika 

 
Zgodnie z prawem Ohma zachodzi następujący związek między rezystancją, prądem i napięciem: 

I

U

R



 

Prawo  to  jest  prawem  doświadczalnym  i  jest  spełnione  dla  ustalonych  warunków  przepływu  prądu,  szczególnie 
temperatury  przewodnika.  Materiały,  które  się  do  niego  stosują,  nazywamy  przewodnikami  omowymi  lub 
"przewodnikami  liniowymi"  -  w  odróżnieniu  od  przewodników  nieliniowych,  w  których  opór  jest  funkcją 
natężenia płynącego przez nie prądu. Prawo to także nie jest spełnione gdy zmieniają się parametry przewodnika, 
szczególnie temperatura. Ze wszystkich materiałów przewodzących, prawo Ohma najdokładniej jest spełnione w 
przypadku metali. 
 
Niektóre z materiałów przejawiają specyficzne właściwości ze względu na rezystancję (np. nadprzewodniki). 
 
Rezystancja dotyczy tylko elementów czysto rezystancyjnych (rezystor). Uogólnieniem oraz rozwinięciem pojęcia 
rezystancji na elementy rezystancyjne, pojemnościowe (kondensator) i indukcyjne (cewka) jest impedancja. 
 
Prawa Kirchhoffa: 
Dwa  prawa  dotyczące  obliczania  natężeń  i  napięć  stałego  prądu  elektrycznego  w  obwodach  elektrycznych, 
sformułowane przez niemieckiego fizyka Gustava Kirchhoffa, żyjącego w XIX wieku. 
 
I prawo Kirchhoffa: 
Suma algebraiczna natężeń prądów wpływających i wypływających z danego węzła jest równa zero. 

 

6

5

4

3

2

1

I

I

I

I

I

I











 

 
II prawo Kirchhoffa: 
Suma sił elektromotorycznych i spadków napięć w obwodzie zamkniętym jest równa zero. 

 





2

1

R

R

I

E





 

Dopasowanie obciążenia do zasilacza: 
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: 

w

ob

R

R



 

Rezystancja wewnętrzna: 
Źródła rzeczywiste charakteryzują się rezystancją wewnętrzną. Rzeczywiste źródło napięcia składa się z idealnego 
źródła  napięciowego  o  napięciu  E  i  rezystora  R

w

  połączonego  z  nim  w  szereg.  Jeśli  takie  źródło  będzie  zasilało 

jakiś układ, to prąd przez niego pobierany, a więc i płynący przez R

w

 wywoła spadek napięcia na nim, a w efekcie 

napięcie wyjściowe źródła rzeczywistego odpowiednio zmaleje.