Laboratorium Teorii

Obwodów

Rok akad.

2014/2015

Rodzaj

studiów

SI

Temat ćwiczenia:

Źródła prądu sinusoidalnie zmiennego

Skład sekcji:

1. Marcin Mucha
2. Marcin Spannbauer
3. Filip Skoczylas
4.

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:

1. Cel ćwiczenia:

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

2. Wykaz przyrządów:



amperomierz analogowy,



woltomierz analogowy,



stanowisko do badania źródeł prądów sinusoidalnie zmiennych,



przewody służące do połączenia układu.

3. 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

4. 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 U

0

= 39[V],



prąd zwarcia Iz = 0,31 [A],



𝑍𝑤 =

𝑈𝑜

𝐼𝑧

= 125,8 [Ω],

5. 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

6. Wykresy:

Rys.4. Charakterystyka zewnętrzna dla reaktancji pojemnościowej

0

20

40

60

80

100

120

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

U

[V]

I [A]

Charakterystyka U=f(I) dla

reaktancji indukcyjnej

Rys.5. Charakterystyka zewnętrzna dla reaktancji pojemnościowej

Rys.6. Charakterytyka pojemnościowa I=Z/ZW

0

5

10

15

20

25

30

35

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

U

[V]

I [A]

Charakterystyka U=f(I) dla

reaktancji pojemnościowej

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

I [A

]

Z/Zw

0

20

40

60

80

100

120

U

[V]

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

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

I[A

]

Z/Zw

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

U

[V]

Z/ZW

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

0,00

5,00

10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00

R

U[V]

Rys.10. Charakterystyka I/R

7. 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.

0

50

100

150

200

250

300

350

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

R

I[A]