1. Cel i opis ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było poznanie zarówno właściwości przyrządów

pomiarowych stosowanych do pomiarów napięcia i prądu stałego, jak i
poznanie metod pomiarów tych wielkości oraz ich błędów.

Do pomiarów w

układach jak na schematach w pkt III użyto trzech multimetrów : dwóch cyfrowych i
analogowego. Najpierw obliczono maksymalne wartości napięcia i prądu dla rezystora o
rezystancji R=117,4

Ω i danej mocy maksymalnej P

max

=0,25W. Wykonano serię trzech

pomiarów dla każdej konfiguracji połączeń. W drugiej części ćwiczenia wyznaczono
charakterystykę prądowo-napięciową diody dla kierunku przewodzenia i zaporowego.

2. schematy układów pomiarowych:

a)

b)

c)

Rys.5. Schemat metody poprawnie

mierzonego napięcia diody podłączonej w

kierunku: a) przewodzenia, b) zaporowym.

3. Spis przyrządów

lp.

nazwa urządzenia

producent

model

nr
inwentarzowy

1

multimetr cyfrowy

Picotest

M3510A

I-7-IVa-3097

2

multimetr cyfrowy

Metex

3650D

-

3

multimetr analogowy

UM-3

-

I-7-IVa-852

4

generator

GWINSTEK

PSP-603

I-7-IVa-3145

5

Płytka z rezystorami i diodą
(wykorzystany z rezystor R3

-

-

-

4. Wyniki pomiarów:

𝑅

3

= 117,4 Ω

𝑃

𝑀𝐴𝑋

= 0,25W

𝑈

𝑀𝐴𝑋

= 5,408 V

𝐼

𝑀𝐴𝑋

= 0,046 A

a)

Pomiar napięcia miernikami podłączanymi pojedynczo

Lp.

𝑈

1

[V]

𝑈

2

[V]

𝑈

3

[V]

𝑈

Ś𝑅

[V]

𝑈

𝐴(𝑈ś𝑟)

[V]

𝑈

𝐵(𝑈ś𝑟)

[𝑉] u(Uśr)

[V]

U(Uśr)
[V]

1

2,800

2,800

2,800

2,800

0

0,0350

0,3500

0,70000

2

2,840

2,840

2,840

2,840

0

0,0002

0,0002

0,000400

3

2,846

2,846

2,846

2,846

0

0,0002

0,0002

0,000400

b)

Pomiar napięcia równocześnie trzema miernikami

Lp.

𝑈

1

[V]

𝑈

2

[V]

𝑈

3

[V]

𝑈

Ś𝑅

[V]

𝑈

𝐴(𝑈ś𝑟)

[V]

𝑈

𝐵(𝑈ś𝑟)

[𝑉] u(Uśr)

[V]

U(Uśr)
[V]

1

2,800

2,800

2,800

2,800

0

0,03500

0,03500

0,070000

2

2,830

2,830

2,830

2,830

0

0,000200

0,000200 0,000400

3

2,838

2,839

2,840

2,839

0,000600 0,000200

0,000609 0,001220

c)

Pomiar napięcia miernikami podłączanymi pojedynczo

Lp.

𝐼

1

[mA]

𝐼

2

[mA]

𝐼

3

[mA]

𝐼

Ś𝑅

[mA]

𝑈

𝐴(𝐼ś𝑟)

[mA]

𝑈

𝐵(𝐼ś𝑟)

[mA] u(Iśr)

[mA]

U(Iśr)
[mA]

1

24,00

24,00

24,00

24,00

0

0,000034

0,000034 0,000068

2

24,90

24,90

24,90

24,90

0

0,035941

0,035941 0,071882

3

24,16

24,16

24,16

24,16

0

0,035073

0,034873 0,069746

d)

Pomiar napięcia równocześnie trzema miernikami

Lp.

𝐼

1

[mA]

𝐼

2

[mA]

𝐼

3

[mA]

𝐼

Ś𝑅

[mA]

𝑈

𝐴(𝐼ś𝑟)

[mA]

𝑈

𝐵(𝐼ś𝑟)

[mA] u(Iśr)

[mA]

U(Iśr)
[mA]

1

24,00

24,00

24,00

24,00

0

0,0008

0,0008

0,0016

2

22,30

22,40

22,50

22,40

0,057

0,0323

0,0655

0,131

3

22,52

22,54

22,53

22,53

0,005

0,0325

0,0328

0,0656

e)

Pomiary charakterystyk diody

Kierunek przewodzenia

Kierunek zaporowy

U

z

U

I

U

z

U

I

V

V

mA

V

V

mA

0,1

0,254

0,003

1,0

1,153

0,0025

0,2

0,354

0,018

2,0

1,963

0,0040

0,3

0,453

0,1557

3,0

3,150

0,0025

0,4

0,548

0,9983

4,0

4,150

0,0025

0,5

0,627

42,00

5,0

5,150

0,0025

0,6

0,733

83,00

6,0

6,150

0,0027

0,7

0,791

148,00

7,0

7,150

0,0030

0,8

0,827

317,00

8,0

8,150

0,0035

0,9

0,844

515,00

9,0

9,150

0,0027

10,0

10,150

0,0034

5. Przykładowe obliczenia:
a)

Niepewność

pomiaru napięcia U

1

(pkt. a)- analogowy miernik

𝑈̅ =

𝑈

𝑖

𝑛

=

2,800 + ⋯ + 2,800

3

= 2,800[𝑉]

𝑢

𝐴

(𝑈̅) = √

∑(𝑈

𝑖

− 𝑈̅)

2

𝑛(𝑛 − 1)

= √

(2,800 − 2,800)

2

+ ⋯ + (2,800 − 2,800)

2

3(3 − 1)

=

0[𝑉]

𝑢

𝐵

(𝑈̅) =

1

√3

𝑘𝑙 ∙ 𝑈

𝑛

100

=

1 ∙ 6

√3 ∙ 100

= 0,0346[V]

𝑈(𝑈̅) = 𝑘 ∙ 𝑢(𝑈̅) = 2 ∙

0,35𝑉 = 0,70𝑉

𝑢(𝑈̅) = √𝑢

𝐴

2

(𝑈̅) + 𝑢

𝐵

2

(𝑈̅) = 0,35[𝑉]

𝑼

𝟏

= (𝟐, 𝟖𝟎𝟎 ± 𝟎, 𝟕𝟎)𝑽

b)

Niepewność

pomiaru napięcia U

2

(pkt. a)- cyfrowy miernik; analogicznie dla pomiaru natężenia

prądu

𝑈̅ =

𝑈

𝑖

𝑛

=

2,840 + ⋯ + 2,840

3

= 2,840[𝑉]

𝑢

𝐴

(𝑈̅) = √

∑(𝑈

𝑖

− 𝑈̅)

2

𝑛(𝑛 − 1)

= √

(2,800 − 2,800)

2

+ ⋯ + (2,800 − 2,800)

2

3(3 − 1)

= 0[𝑉]

𝑢

𝐵

(𝑈̅) =

1

√3

√(

𝑎 ∙ 𝑈̅

100

)

2

+ (

𝛥𝑛

𝑛

∙ 𝑈

𝑛

)

2

=

1

√

3

√(

0,0120 ∙ 2,840

100

)

2

+

(

0,0020

2840

∙ 2,840

)

2

= 0,000196 ≅ 0,0002[𝑉]

𝑈(𝑈̅) = 𝑘 ∙ 𝑢(𝑈̅) = 2 ∙

0,0002𝑉 = 0,0004𝑉

𝑢(𝑈̅) = √𝑢

𝐴

2

(𝑈̅) + 𝑢

𝐵

2

(𝑈̅) = 0,0002[𝑉]

𝑼

𝟐

= (𝟐, 𝟖𝟒𝟎 ± 𝟎, 𝟎𝟎𝟎𝟒)𝑽

0

100

200

300

400

500

600

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

N

at

ężen

ie

p

rą

d

u

I[

m

A

\

Napięcie U[mV]

Charakterystyka prądowo-napięciowa diody w kierunku

przewodzenia