Żródła prądy sinusoidalnie zmiennego

Laboratorium Teorii Obwodów

Rok akad.

2014/2015

Rodzaj studiów

Temat ćwiczenia:

Źródła prądu sinusoidalnie zmiennego

Skład sekcji:

Marcin Mucha
Marcin Spannbauer
Filip Skoczylas
Patryk Kuźma

Kierunek: Elektrotechnika

Semestr: III

Grupa: 2

Sekcja: 4

Prowadzący:

Dr inż. Piotr Holajn

Data wykonania:

16.10.2014r.

Data oddania:

23.10.2014r

Ocena:

Podpis:

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z charakterystykami: zewnętrzną, obciążenia i mocy źródła prądu i napięcia sinusoidalnie zmiennego w warunkach zmieniającego się obciążenia.

Wykaz przyrządów:

amperomierz analogowy,
woltomierz analogowy,
stanowisko do badania źródeł prądów sinusoidalnie zmiennych,
przewody służące do połączenia układu.

Schematy pomiarowe:

Rys.1. Układ pomiarowy przy obciążeniu pojemnościowym źródła

Rys.2. Układ pomiarowy przy obciążeniu indukcyjnym źródła

Rys.3. Układ pomiarowy przy obciążeniu rezystancyjnym źródła

Wyznaczanie impedancji wewnętrznej źródła:

Podczas wykonywania ćwiczenia, zbadaliśmy dla źródła drugiego, ile wynosi wartość skuteczna napięcia jałowego oraz ile wynosi prąd zwarcia. Następnie obciążyliśmy źródło reaktancją pojemnościową aby określić impedancję źródła. Powtórzyliśmy pomiary przy obciążeniu źródła reaktancją indukcyjną.

napięcie jałowe U₀ = 39[V],
prąd zwarcia Iz = 0,31 [A],
,

Tabele pomiarowe:

Tab.1. Tabela pomiarowa przy obciążeniu pojemnościowym

lp.	1	2	3	4	5	6	7	8
I [A]	0,01	0,01	0,03	0,11	0,25	0,66	0,77	0,65
U [V]	44	46	47	50	54	70	100	80
Zc [μF]	1	2	3	5	7	12	22	32
Xl	3184,71	2123,14	1273,89	707,71	489,96	276,93	148,13	101,10
Z/Zw	25,31	16,88	10,13	5,63	3,89	2,20	1,18	0,80
arcsin	5,20	11,17	2,43	0,54	0,31	0,34	0,81	1,08
φ				32,92	18,03	19,79	54,46

9	10	11	12	13	14	15	średnia
0,56	0,51	0,48	0,45	0,44	0,43	0,42	0,38
52	36	28	22	19	16	14	13
42	52	62	72	82	92	102	112
76,74	61,84	51,78	44,54	39,08	34,81	31,38	576,38
0,61	0,49	0,41	0,35	0,31	0,28	0,25	4,58
1,02	0,96	0,97	0,96	1,00	1,01	1,03	1,92
	74,10	75,77	72,82

Tab.2. Tabela pomiarowa przy obciążeniu indukcyjnym

lp	1	2	3	4	5	6	7	8	Średnia
I [A]	0,30	0,28	0,25	0,20	0,16	0,12	0,08	0,05
U [V]	10	11	12	13	23	29	34	36
Zl	17e^j81	32e^j84	54e^j85	89e^j87	149e^j87	252e^j87	454e^j87	687e^j87
Zl	2+16i	3+31i	4+53i	4+88i	7+148i	13+251i	23+453i	35+686i
Z/Zw	0,26	0,32	0,39	0,50	1,14	1,92	3,33	5,72
Zl=U/J	33	40,00	49	62,50	143,75	241,67	418,75	720,00	213,62
arcsin	0,00	-0,27	-0,58	-1,16	-0,63	-0,52	-0,44	-0,41	-0,50
φ	0,25	-15,49	-35,28	-81,93	-39,35	-31,10	-26,19	-24,18	-30,05

Tab.3. Tabela pomiarowa przy obciążeniu rezystancyjnym

lp	1	2	3	4	5	6	7	8	9
I [A]	0,33	0,29	0,26	0,22	0,19	0,17	0,15	0,13	0,12
U [V]	0,00	11,00	17,00	23,50	27,50	30,00	32,00	34,00	35,50
R	0,00	55,00	100,00	150,00	200,00	250,00	300,00	400,00	500,00

10	11	12
0,11	0,11	0,10
36,50	37,00	37,00
600,00	650,00	697,00

Wykresy:

Rys.4. Charakterystyka zewnętrzna dla reaktancji pojemnościowej

Rys.5. Charakterystyka zewnętrzna dla reaktancji pojemnościowej

Rys.6. Charakterytyka pojemnościowa I=Z/ZW

Rys.7. Charakterystyka pojemnościowa U=Z/Zw

Rys.8. Charakterystyka indukcyjna I=Z/Zw

Rys.9. Charakterystyka indukcyjna U=Z/Zw

Rys.10. Charakterystyka U/R

Rys.10. Charakterystyka I/R

Wnioski:

Z samych charakterystyk możemy oznajmić, że źródło przez nas badane jest o charakterze indukcyjnym. Można to zaobserwować przy nagłym wzroście napięcia przy niewielkim wzroście prądu, po przekroczeniu wartości szczytowej napięcia (w danym źródle) obserwujemy nagły spadek napięcia, na małym przedziale prądu Sprawa także się tyczy przy nagłym wzroście napięcia na niewielkim przedziale stosunku impedancji cewki do impedancji wewnętrznej źródła. Nie zaobserwowaliśmy takich zmian przy badaniu źródła przy obciążeniu pojemnościowym.