Ćwiczenie 1

POLITECHNIKA POZNAŃSKA

INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI PRZEMYSŁOWEJ

Zakład Podstaw Elektrotechniki

Laboratorium Elektrotechniki Teoretycznej

Ćwiczenie nr 1

Temat: Zasada superpozycji i wzajemności w obwodach elektrycznych

Data

Wykonania

ćwiczenia

Oddania

sprawozdania

Rok akademicki:

Wydział Elektryczny

Studia dzienne magisterskie

Nr grupy:

Wykonawcy:

1.
2.
3.
4.
5.
6.

Ocena:

Uwagi:




1. Wiadomości teoretyczne

(Zasada superpozycji, proporcjonalności i wzajemności, pojęcie transmitancji dla obwodów prądu stałego, rodzaje

transmitancji, przedstawić cel przeprowadzanego ćwiczenia).

2. Przebieg ćwiczenia.

2.1. Zasada superpozycji.

2.1.1. Schemat połączeń.

E

0

R

0

I

5

R

1

A

1

R

5

A

2

R

2

A

6

R

6

R

3

A

3

R

4

ZR

4

Dane: E

0

,=9V, ZR

4

(E=6V, R

w

=40

Ω), I

5

=100 mA, R

0

=100

Ω, R

1

=60

Ω, R

2

=20

Ω,

R

3

=R

4

=40

Ω, R

5

=10

Ω, R

6

=80

Ω.

2.1.2. Przebieg pomiarów

Połączyć układ przedstawiony w p. 2.1.1. Dokonać pomiaru prądów płynących pod
wpływem każdego wymuszenia (źródła) działającego oddzielnie (eliminując pozostałe wg
odpowiednich reguł) oraz przedstawić ich sumę (

Σ) i dokonać pomiaru prądów

pochodzących od wszystkich wymuszeń (źródeł) działających jednocześnie.

2.1.3. Tabela wyników

z pomiarów

I

1

I

2

I

3

I

6

wymuszenie

[mA] [mA] [mA] [mA]

E

0

ZR

4

I

5

Σ

E

0

, ZR

4

, I

5

2.1.4. Obliczenia

Poszczególne obliczenia analityczne powinny bazować na skorygowanych (dla
odpowiednich wymuszeń) schematach pochodzących od schematu podstawowego (pkt.
2.2.1)

z obliczeń analitycznych

I

1

I

2

I

3

I

6

wymuszenie

[mA] [mA] [mA] [mA]

E

0

ZR

4

I

5

Σ

E

0

, ZR

4

, I

5

2.2. Zasada proporcjonalności

2.2.1. Schemat połączeń

E

R

0

R

1

R

5

R

2

A

6

R

6

R

3

V

5

R

4

Dane: R

0

=100

Ω, R

1

=60

Ω, R

2

=20

Ω, R

3

=R

4

=40

Ω, R

5

=10

Ω, R

6

=80

Ω.

2.2.2. Przebieg pomiarów

Połączyć układ pokazany na schemacie w punkcie 2.2.1. Jako wymuszenie zastosować
kolejno źródła napięciowe o różnej wartości napięcia źródłowego: E

’

=6 V, E

’’

=9 V, E

’’’

=15 V,

dokonując pomiaru napięcia U

5

oraz prądu I

6

2.2.3. Tabela wyników

I

6

U

5

Wymuszenie

[mA] [V]

E

’

E

’’

E

’’’

2.2.4. Obliczenia

Na podstawie wyników zebranych w tabeli 2.2.3. wykazać słuszność zasady
proporcjonalności obliczając i porównując odpowiednie proporcje (E, U, I).



2.3. Zasada wzajemności

2.3.1. Schemat połączeń.

a)

b)

R

0

R

1

R

5

R

2

R

6

R

3

R

4

5

+

5’

+

3

3’

miernik

źródło

R

0

R

1

R

5

R

2

R

6

R

3

R

4

5

+

5’

+

3

3’

miernik

źródło

Dane: E=9V, I=100 mA, R

0

=100

Ω, R

1

=60

Ω, R

2

=20

Ω, R

3

=R

4

=40

Ω, R

5

=10

Ω, R

6

=80

Ω.

2.3.2. Przebieg pomiarów

Połączyć układy według schematów z punktu 2.3.1 a) i b). W miejsce zacisków „źródło”,
jako wymuszenie, załączyć najpierw źródło napięciowe (E) a następnie prądowe (I), a w
miejsce zacisków „miernik” kolejno dla każdego źródła włączyć najpierw woltomierz a
następnie amperomierz zgodnie z tabelą 2.3.3.


2.3.3. Tabela wyników

E

3

=E

5

= 9 V, I

3

=I

5

= 100 mA

z pomiarów

odpowiedź

I

3

I

5

U

3

U

5

schemat

wymuszenie

[mA] [mA] [V] [V]

a E

5







b E

3







a E

5







b E

3







a I

5







b I

3







a I

5







b I

3







2.3.4. Obliczenia

Na podstawie uzyskanych wyników pomiarów obliczyć poszczególne transmitancje i
określić, w których przypadkach ma słuszność zasada wzajemności.

z obliczeń

schemat

transmitancje

a b

35

b b

53

a y

35

b y

53

a a

35

b a

53

a z

35

b z

53

3. Wnioski i uwagi końcowe.

Uzasadnić przyczyny rozbieżności pomiędzy wynikami obliczeń a wynikami pomiarów.

4. Parametry i dane zmianowe zastosowanych urządzeń i mierników.

5. Literatura

1. Atabiekow G., Teoria liniowych obwodów elektrycznych, WNT, Warszawa 1964.
2. Bolkowski S., Elektrotechnika teoretyczna, Wyd. 6, WNT, Warszawa 2001.
3. Cholewicki T., Elektrotechnika teoretyczna t. 1 WNT, Warszawa 1973.
4. Krakowski M., Elektrotechnika teoretyczna t. 1, PWN, Warszawa 1995.
5. Kurdziel R., Podstawy elektrotechniki, WNT, Warszawa 1972.
6. Skrypt Laboratorium Elektrotechniki teoretycznej, Wydawnictwo Politechniki

Poznańskiej, Poznań 1998 wydanie VII.