ZESPÓL SZKÓŁ ELEKTRONICZNYCH	PRACOWNIA ELEKTRYCZNA
Imię i nazwisko:	Klasa: 2T3	Grupa: II	Nr ćw. 3
Temat ćwiczenia: Układy regulacji i pomiar prądu	Data wyk. 21.10.2003	Data odd. 28.10.2003	Ocena:

1. Wykaz przyrządów:

- miernik cyfrowy METEX M-3800,

- miernik analogowy UM-112, 315/192,

- opornica suwakowa, nr 606, ZSE-108-172/101;

- opornica suwakowa, nr 5565 ZSE-108-4/3;

- opornica suwakowa, nr inw. 7/6;

- opornica suwakowa, ZSE-108-II/10;

- zasilacz stabilizowany napięcia stałego, praca dyplomowa;

- przewody pomiarowe i łączące obwód

2. Przebieg ćwiczenia

2.1 Schematy pomiarowe

Rys.1 Schemat pomiarowy 1

Rys.2 Schemat pomiarowy 2

Rys.3 Schemat pomiarowy 3

Rys.4 Schemat pomiarowy 4

Schemat pomiarowy 1 przedstawia układ regulacji prądu z jedną opornicą suwakową włączoną szeregowo z odbiornikiem prądu.

Schemat pomiarowy 2 przedstawia układ regulacji prądu z dwiema opornicami suwakowymi połączonymi szeregowo i włączonymi szeregowo z odbiornikiem prądu.

Schemat pomiarowy 3 przedstawia układ regulacji prądu mieszany

Schemat pomiarowy 4 przedstawia układ regulacji prądu za pomocą zwartej opornicy suwakowej (regulacja jest nieliniowa)

W układzie pierwszym pomiary przeprowadzono dla trzech przypadków: R_S>R_O, R_S<R_O, R_S R_O. W każdym z przypadków dokonano pięciu pomiarów. Pomiar napięć we wszystkich układach wykonywano miernikiem cyfrowym a pomiar prądów miernikiem analogowym.

We wszystkich układach zastosowano obciążenie rezystancyjne.

Wyniki pomiarów znajdują się w tabelkach.

2.2 Tabelki pomiarowe

L.p.	U1	I
		V	max	Z	CI	x	I
				dz	A	A/dz	dz	A
1	2	100	0,1	0,001	20	0,02
2	4,1	100	0,1	0,001	40	0,04
3	6,1	100	0,1	0,001	60	0,06
4	8,1	100	0,1	0,001	80	0,08
5	10,3	100	0,1	0,001	100	0,1

Tabela 1: Wyniki pomiarów u układzie 1, przypadek 1 (R_S>R_O);

L.p.	U1	I
		V	max	Z	CI	x	I
				dz	mA	mA/dz	dz	mA
1	14	30	30	1	17	17
2	13,6	30	30	1	16,5	16,5
3	13,2	30	30	1	16	16
4	12,8	30	30	1	15,5	15,5
5	12,4	30	30	1	15	15

Tabela 2: Wyniki pomiarów w układzie 1, przypadek 2 (R_S<R_O);

L.p.	U1	I
		V	max	Z	CI	x	I
				dz	mA	mA/dz	dz	mA
1	13,9	30	30	1	17	17
2	10,7	30	30	1	13	13
3	9,7	30	30	1	12	12
4	8,7	30	30	1	10,5	10,5
5	7,5	30	30	1	9	9

Tabela 3: Wyniki pomiarów w układzie 1, przypadek 3 (R_SR_O);

Długość uzwojenia RS1 lub RS2			0	¼ l	½ l	¾ l	l
RS1=0, RS2 zmieniamy, Ro=704	x	dz	19	18,5	18	17	16,5
		I	mA	19	18,5	18	17	16,5
	RS2=0, RS1 zmieniamy, Ro=704	x	dz	19	15,5	12,5	10,5	9
		I	mA	19	15,5	12,5	10,5	9

Tabela 4: Wyniki pomiarów w układzie 2;

Długość uzwojenia RS1 lub RS2 lub RS3			0	¼ l	½ l	¾ l	l
RS2=0, RS3=0,RS1 zmieniamy, Ro=710	x	dz	19,5	15,5	13	10,5	9,5
		I	mA	19,5	15,5	13	10,5	9,5
	RS1=0, RS3=0,RS2 zmieniamy, Ro=710	x	dz	19,5	19,5	19,5	19,5	19,5
		I	mA	19,5	19,5	19,5	19,5	19,5
	RS2=0, RS1=0,RS3 zmieniamy, Ro=710	x	dz	19,5	19,5	19,5	19,5	19,5
		I	mA	19,5	19,5	19,5	19,5	19,5
	½ RS1, ½ RS3, RS2 zmieniamy, Ro=710	x	dz	13	12,5	12,5	12,5	12,5
		I	mA	13	12,5	12,5	12,5	12,5
	½ RS1, ½ RS2, RS3 zmieniamy, Ro=710	x	dz	13	12,5	12,5	12,4	12
		I	mA	13	12,5	12,5	12,4	12

Tabela 5: Wyniki pomiarów w układzie 3;

Długość uzwojenia RS	L.p.	I
				max	Z	CI	x	I
				dz	mA	mA/dz	dz	mA
0	1	30	30	1	16	16
¼ l	2	30	30	1	13,5	13,5
½ l	3	30	30	1	13	13
¾ l	4	30	30	1	13,5	13,5
l	5	30	30	1	16	16

Tabela 6: Wyniki pomiarów w układzie 4;

2.3 Wykresy

Wykres 1: Wykres do tabeli 4, dla R_S1=0;

Wykres 2: Wykres do tabeli 4, dla R_S2=0;

Wykres 3: Wykres do tabeli 5, dla R_S2=0, R_S3=0;

Wykres 4: Wykres do tabeli 5, dla R_S1=0, R_S3=0 i dla R_S1=0, R_S2=0;

Wykres 5: Wykres do tabeli 5, dla ½ R_S1, ½ R_S3;

Wykres 6: Wykres do tabeli 5, dla ½ R_S1, ½ R_S2;

3. Wnioski

Najprostszym sposobem regulacji prądu jest włączenie elementu rezystancyjnego szeregowo z odbiornikiem prądu. Wynika to z prawa Ohma I=U/R. Sposób ten ma jednak wadę. Chcąc zmienić wartość przepływającego prądu musimy wymienić element rezystancyjny. Dlatego też lepszym sposobem regulacji prądu jest stosowanie elementów rezystancyjnych nastawnych, np. opornicy suwakowej. Układy regulacji prądu za pomocą opornicy suwakowej mogą przyjmować różne formy:

- układ z jedną opornicą suwakową włączoną szeregowo z odbiornikiem prądu

- układ z dwiema opornicami suwakowymi połączonymi szeregowo i włączonymi szeregowo z odbiornikiem prądu

- układ mieszany

- układ ze zwartą opornicą suwakową

Układ z jedną opornica suwakową włączoną szeregowo z odbiornikiem umożliwia ustawienie żądanej wartości prądu w szerokim zakresie. Układ ten nie pozwala jednak na precyzyjne ustawienie prądu. W układzie tym amperomierz wskazuje prąd maksymalny gdy suwak opornicy jest w położeniu 0. Prąd wtedy ma wartość
. Amperomierz wskazuje prąd minimalny gdy suwak opornicy jest w położeniu l. Prąd wtedy ma wartość
. Zmiana prądu w tym układzie od wartości I_min do I_max jest zależna od stosunku rezystancji opornicy suwakowej do rezystancji odbiornika. Należy więc dobierać rezystancje tak aby stosunek rezystancji opornicy suwakowej do rezystancji obciążenia był jak największy.

W celu precyzyjnego ustawienia żądanej wartości prądu należy zastosować układ z dwiema opornicami suwakowymi połączonymi szeregowo i włączonymi szeregowo z odbiornikiem. W układzie tym opornicą R_S1 o większej rezystancji znamionowej dokonujemy zgrubnej regulacji prądu, natomiast opornicą R_S2 o mniejszej rezystancji znamionowej dokonujemy dokładnej regulacji prądu.

W układzie mieszanym największy wpływ na regulację prądu i na zakres regulacji ma opornica R_S1. Rezystancja zastępcza opornic R_S2 i R_S3 jest na tyle mała, że regulacja prądu za ich pomocą jest znikoma. Jest tak mała, że z trudem można odczytać wartość prądu na analogowym mierniku wychyłowym. Stąd też identyczne wartości w tabeli z wynikami pomiarów.

W układzie ze zwartą opornica suwakową zachodzi nieliniowa regulacja prądu. Opornica ma najmniejszą rezystancję w położeniu 0 i l, a największą w położeniu ½ . Dlatego też amperomierz wskazuje prąd maksymalny gdy suwak opornicy jest w położeniu 0 lub l. Prąd wtedy ma wartość
. Amperomierz wskazuje prąd minimalny gdy suwak jest w położeniu ½ . Prąd wtedy ma wartość
. Pomiary prądu mogły być obarczone błędami. Błędy te zostały spowodowane przede wszystkim przez rezystancje wewnętrzną przyrządów pomiarowych i niedokładnym odczytem położenia wychylonej wskazówki.

Przy łączeniu obwodu należy pamiętać o tym aby nie przekroczyć prądów znamionowych opornic suwakowych. Dlatego należy odpowiednio dobrać napięcie zasilania i rezystancję obciążenia. Wartości prądów znamionowych muszą być większe od wartości obliczonych prądów przepływających przez opornice.

Układy regulacji prądu podobnie jak układy regulacji napięcia są powszechnie stosowane w elektronice. Znajdują głównie zastosowanie w układach zasilających jako ograniczniki prądowe.

3

---