Ćwiczenie 11 POMIARY METODĄ TECHNICZNĄ

1. Cele

Celem tego ćwiczenia jest poznanie jednej z metod do pomiaru rezystancji, mocy i energii oraz praktycznego jej stosowania .

2. Wiedza teoretyczna

U

W celu wykonania ćwiczenia należy się stosować do prawa Ohma R = ---

I

Moc odbiornika można wyliczyć za pomocą wzoru na moc.

P = U · I

gdzie:
P- Moc wydzielona na odbiorniku, wyrażana w watach [W].
U- Napięcie zasilające wyrażane w woltach [V].
I- Prąd przepływający przez odbiornik wyrażany w amperach[A].

Ze względu na sposób podłączenia woltomierza i amperomierza występują dwa rodzaje układów pomiarowych

1. układ z poprawnie mierzonym prądem .

Stosowany jest do pomiaru dużej oporności

U_V = U = U_A + U_R

I = I_A = I_R

Rzeczywista wartość R_X wyniesie R_X'= = = - R_A

Gdzie R_A = jest opornością wewnętrzną amperomierza

2. układ z poprawnie mierzonym napięciem.

Stosowany jest do pomiaru małej oporności

I = I_V + I_R

I_R = I + I_V

U_R = U_V

I_V =

Rzeczywista wartość R_X wyniesie R_X'= = = =

gdzie R_V = jest opornością woltomierza .

Oporność R_X liczona jest wprost ze wskazań amperomierza i woltomierza , czyli R_X=

Wyraźnie różni się od rzeczywistej wartości R_X'. Różnica ta wynika z istnienia oporności wewnętrznej przyrządów . W przypadku idealnego amperomierza (R_A = 0) i woltomierza

(R_V = ) nie byłoby różnicy między R_X a R_X'.

W praktycznych pomiarach oporności wewnętrzne przyrządów powinny spełniać nierówności :

R_V > 10³ R_X

R_A < 10³ R_X

W takim przypadku błąd wynikający z istnienia oporności wewnętrznych przyrządów można pominąć ponieważ popełniony uchyb nie przekroczył by 0,1 %.

Układ „a” stosujemy , gdy R_X > R_A R_V

Układ „b” stosujemy , gdy R_X < R_A R_V

Gdy R_X = R_A ˑ R_V błędy w obu układach są jednakowe

U_R'

R_X = ---- R = R_X - R_X' δR = 100%

I

Moc odbiornika można także zmierzyć za pomocą watomierza.

Watomierz jest urządzeniem służącym do mierzenia mocy elektrycznej w watach.

Składa się on z dwóch cewek, prądowej oraz napięciowej.

Watomierz podłączamy w układ z poprawnie mierzonym prądem oraz poprawnie mierzonym napięciem.

a)Układ z poprawnie mierzonym prądem.

+

-

b)Układ z poprawnie mierzonym napięciem.

+

-

Energię pobraną przez odbiornik można wyliczyć

W = P · t

3. Wykonanie ćwiczenia

U - napięcie zmierzone woltomierzem

I - prąd zmierzony przed amperomierzem

R_X - rezystancja obliczona z prawa Ohma

R_V - rezystancja wewnętrzna woltomierza

R - błąd bezwzględny pomiaru woltomierza

δR - błąd względny pomiaru R

P- Moc wydzielona na odbiorniku, wyrażana w watach [W].
U- Napięcie zasilające wyrażane w woltach [V].
I- Prąd przepływający przez odbiornik wyrażany w amperach[A].

Opis pomiaru - dokonać pomiaru czterech innych rezystorów metodą techniczną decydując się na taki układ w którym błąd będzie najmniejszy.

Podczas pomiaru ustawiać przyrządy tak aby wychylenie wskazówki było jak największe, pozwoli to na uzyskanie dokładniejszego wyniku. Do tabeli wpisać wskazania U, I oraz R_V i R_A dla zakresów mierników.

• 4. Wnioski

- podać przykładowe wyliczenia do każdej z tabel.

• ocenić uzyskane pomiary i wyniki

• opisać wpływ R_V i R_A na dokładność pomiaru rezystancji ( na podstawie punktu 1,2,3).

• Wyprowadzić wzór na δR do układu 1a i 2a

• Zaznaczyć prądy i spadki napięć na schematach oraz biegunowość przyrządów

• Wolne wnioski.

6. Literatura

• Pracownia elektryczna - Marek Pilawski

• Miernictwo elektryczne- Duszyński, Hagel

Klasa Grupa					Ćwiczenie Nr 11
Lp	Nazwisko i imię	Ocena			POMIAR OPORNOŚCI METODĄ TECHNICZNĄ
1.
2.
3.
4.
Data wykonania ćwiczenia Data oddania sprawozdania

1. Pomiar R w okładzie z poprawnie mierzonym napięciem

Wykaz przyrządów

A - typ.... nr......

V - typ.... nr......

L.p.

U

I

RX

RV

R

δR

RX'

Podana oporność

Zakres amperomierza

Zakres woltomierza

V

A







%

%





A

V

1

2

3

4

5

Przykładowe wzory i wyliczenia

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Pomiar R w układzie z poprawnie mierzonym prądem

L.p.

U

I

RX

RA

R

RA RX'

δR

RX'

Podana oporność

Zakres amperomierza

Zakres woltomierza

V

A









%

%





A

V

1

2

3

4

5

Przykładowe wzory i wyliczenia

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Porównanie wyników z punktów 1 i 2

L.p.	Układ z poprawnie mierzonym U		Układ z poprawnie mierzonym I		Podana oporność
		RX	δR	RX		δR
			%			%
1
2
3
4
5

4. Pomiar rezystancji metodą techniczną

Dokonaj czterech pomiarów decydując się na układ w którym wynik będzie dokładniejszy

L.p.

U

I

RX

RA

RV

R

δR

RX'

Rodzaj układu

Podana oporność

V

A









%

%

%





1

2

3

4

5

U[V]	14	13	12	10	8	6	4	2	1
I[mA]
P[W]
W[Wh]
R[Ω]=

Przykładowe wzory i wyliczenia

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Pomiar mocy watomierzem.

A)

+

-

B)

+

-

L.p	Pa	Pb	R
1
2
3

V

A

I

I_A

I_R

U_V

R_X

U_R

U

U_R

I_R

U_V - U_A

I_A

U_V

I_A

U

I_A

U_A

A

• V

U_V

U_R

I_V

I _A

I_R

U_V

R_V

U_V

I_R

U_V

I_A-

U_V

R_V

U_V

I_V

U_V

I_A

R

R_X'

• A A

• V V

R

R_X'

R_V

R_A' R_A”

R_A

• V

A

R R

R_X'

R_V

R_A

R_X'

R

W

R

*

*

*

W

*

R

R

U_V

I_A - I_V

U_R

I_R

R

R

*

W

*

R

W

R

*

*

---