TEMAT : BADANIE UKŁADÓW REGULACJI ORAZ POMIARY NATĘŻENIA PRĄDU.

1.

Cel ćwiczenia

-

poznanie zasad regulacji napięcia i natężenia prądu w obwodzie elektrycznym,

-

realizacja prostych układów regulacji napięcia i natężenia prądu,

-

wyrobienie umiejętności posługiwania się amperomierzami i woltomierzami.

2. Wprowadzenie

W praktyce laboratoryjnej zachodzi potrzeba nastawiania określonej wartości

natężenia prądu płynącego w obwodzie elektrycznym oraz pomiaru wartości natężenia tego
prądu. Do jego pomiaru służy amperomierz, który włączamy szeregowo z innymi
elementami obwodu.

Wartość natężenia prądu płynącego w obwodzie z jednym źródłem napięcia zależy

od wartości siły elektromotorycznej źródła „E” i sumy rezystancji przez które przepływa ten
prąd (rys. 1)

Rys. 1

I=E/(R1+R2+R3)

Z powyższego wynika, że zmianę wartości natężenia prądu w obwodzie można

uzyskać np. przez zmianę rezystancji obwodu. Do tego celu można użyć rezystora
suwakowego (rys. 2).

Rys. 2

Przy określonej sile elektromotorycznej „E” w obwodzie popłynie prąd o natężeniu:

I=E/(R1+R2+Rs)

R2

I

R1

R3

R2

I

R1

Rs

E

E

Ponieważ rezystancja rezystora suwakowego może się zmieniać od zera (0



) do

wartości Rs (



) to również natężenie prądu będzie się zmieniało:

od

I

max

=E/(R1+R2)

do

I

min

=E/(R1+R2+Rs)

3.

Zadania pomiarowe

Nastawianie i pomiar natężenia prądu.



połączyć układ pomiarowy wg rys.3.



wykonać pomiary natężenia prądu I amperomierzem A ( pomiar bezpośredni ) oraz
metodą pośrednią ( za pomocą woltomierza V i rezystora R

W

) dla kilku położeń suwaka

rezystora R ( również dla położeń skrajnych ).



wyniki pomiarów zapisać w tabeli.

Rys.3. Schemat układu pomiarowego do nastawiania i pomiaru natężenia prądu.


Tabela pomiarowa:

L.p.

I

n



max

C

I



I

a

U

Rw

R

W

I

---

mA

dz

mA/dz

dz

mA

V



mA

1

2

3

4

5

6

Oznaczenia

I

n

- zakres pomiarowy amperomierza analogowego [mA]



max

-

maksymalne wychylenie wskazówki miernika [dz]

C

I

-

stała podziałki amperomierza [A/dz]



- aktualne wy

chylenie wskazówki miernika [dz]

I

a

-

wartość natężenia prądu zmierzona amperomierzem analogowym

( równa C

I



) [mA]

+

zasilacz

DC

_

_---

A

Vc

R

W

R

odb

R

U

Rw

-

pomiar napięcia na rezystorze R

W

[V]

R

W

- rezystancja rezystora wzorcowego R

W

[



]

I -

wartość natężenia prądu zmierzona metodą pośrednią ( równa U

Rw

/ R

W

) [mA]

4.

Opracowanie wyników

-

na podstawie otrzymanych wyników pomiarów określić zakres regulacji ( I

min

i I

max

)

na

tężenia prądu w układzie pomiarowym dla zastosowanych urządzeń i

mierników.

-

wyjaśnić różnice w wartościach prądu zmierzonego metodą bezpośredni
( amperomierzem ) oraz pośrednią.

-

określić, które pomiary ( prądu czy napięcia ) są dokładniejsze (w tym celu należy
dla każdego pomiaru prądu i napięcia obliczyć wartość błędu względnego
pomiaru).

5.

Pytania kontrolne do ćwiczenia:



zdefiniuj prąd elektryczny jako zjawisko fizyczne



podaj jednostkę natężenia prądu



wyjaśnij w jaki sposób można zmieniać wartość natężenia prądu w obwodzie włączając w
obwód rezystor o zmiennej rezystancji



znając wartość napięcia zasilającego obwód oraz wartości rezystancji rezystorów
włączonych w obwód, wyznacz zakres regulacji natężenia prądu w tym obwodzie



narysuj przykładowy układ regulacji natężenia prądu z zastosowaniem rezystora
suwakowego



podaj wzory na wartość błędu bezwzględnego i względnego pomiaru występującego przy
zastosowaniu przyrządów analogowych



podaj wzory na wartość błędu bezwzględnego i względnego pomiaru występującego przy
zastosowaniu przyrządów cyfrowych



Jak rozumiesz pojęcie zakres regulacji natężenia prądu w układzie pomiarowym?



Narysuj (opisz rolę poszczególnych elementów) układ regulacji natężenia prądu w
obwodzie DC.



Omów znaczenie poszczególnych wielkości występujących w tabeli pomiarowej.



Jak rozumiesz znaczenie błędów występujących w czasie pomiarów?