Laboratorium Teorii

Obwodów

Rok akad.

2014/2015

Rodzaj

studiów

SI

Temat

ćwiczenia:

Źródła napięcia i prądu stałego

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:
27.11.2014r.

Data oddania:
04.12.2014r

Ocena:

Podpis:

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest poznanie właściwości rzeczywistych źródeł napięciowych prądu stałego oraz

zapoznanie się z charakterystykami zewnętrznymi obciążenia, charakterystykami mocy i doborem punktu pracy
źródła napięcia stałego według kryterium maksymalnej mocy wydawanej do obciążenia.

2. Wykaz przyrządów:



woltomierz analogowy



amperomierz analogowy,



watomierz analogowy,



stanowisko do badania źródeł napięcia i prądu stałego,



przewody służące do połączenia układu.

3. Schematy pomiarowe:

Rys.1. Schemat pomiarowy do badania pojedynczego źródła napięcia stałego

Rys.2. Schemat pomiarowy do badania dwóch źródeł napięcia stałego połączonych szeregowo

Rys.3. Schemat pomiarowy do badania dwóch źródeł napięcia stałego połączonych równoległe

4. Tabele pomiarowe:

Tab.1. Tabela z wynikami pomiarów pojedynczego źródła napięcia stałego

lp

R[Ω]

U[V]

I[A]

P[W]

1

50

26

0,47

12,5

2

125

44

0,35

15,5

3

200

54

0,28

15,0

4

300

66

0,22

14,0

5

375

70

0,18

13,0

6

450

74

0,16

12,0

7

525

76

0,14

11,0

8

600

78

0,13

10,0

9

675

80

0,12

9,5

10

750

82

0,11

9,0

11

stan

zwarcia

0

0,62

0

12

stan

jałowy

100

0

0

Po odczytaniu wartości I

Z

i U

0

z tabeli 1 wartość P

max

wynosi:

𝑃

𝑚𝑎𝑥

=

𝑈

0

2

4𝑅

𝑤

= 15,5𝑊

Tab.2. Tabela z wynikami pomiarów dwóch źródeł napięcia stałego połączonych szeregowo

lp

R[Ω]

U[V]

I[A]

P[W]

1

50

30

0,54

16,0

2

125

52

0,45

27,0

3

200

70

0,38

31,0

4

300

100

0,32

32,0

5

375

110

0,27

31,5

6

450

120

0,26

31,0

7

525

125

0,23

29,5

8

600

130

0,21

28,5

9

675

135

0,20

27,5

10

750

140

0,18

26,0

11

stan

zwarcia

0

0,63

0

12

stan

jałowy

200

0

0

Po odczytaniu wartości I

Z

i U

0

z tabeli 2 wartość P

max

wynosi:

𝑃

𝑚𝑎𝑥

=

𝑈

0

2

4𝑅

𝑤

= 31,5𝑊

Tab.3. Tabela z wynikami pomiarów dwóch źródeł napięcia stałego połączonych równolegle

lp

R[Ω]

U[V]

I[A]

P[W]

1

50

40

0,64

31

2

125

62

0,48

30

3

200

74

0,28

25

4

300

80

0,24

21

5

375

82

0,22

18

6

450

86

0,20

16

7

525

88

0,16

14

8

600

90

0,14

13

9

675

91

0,12

12

10

750

92

0,10

11

11

stan

zwarcia

0

1,24

0

12

stan

jałowy

100

0

0

Po odczytaniu wartości I

Z

i U

0

z tabeli 3 wartość P

max

wynosi:

𝑃

𝑚𝑎𝑥

=

𝑈

0

2

4𝑅

𝑤

= 31𝑊

5. Charakterystyki:

Rys.4. Charakterystyka zewnętrzna pojedynczego źródła napięcia stałego

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

20

30

40

50

60

70

80

90

I[

A]

U[V]

Rys.5. Charakterystyka obciążenia pojedynczego źródła napięcia stałego

Rys.6. Charakterystyka zewnętrzna dwóch źródeł napięcia stałego połączonych szeregowo

Rys.7. Charakterystyka obciążenia dwóch źródeł napięcia stałego połączonych szeregowo

8,0

9,0

10,0

11,0

12,0

13,0

14,0

15,0

16,0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

P[

W]

R[Ω]

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

20

40

60

80

100

120

140

I[

A]

U[V]

15,0

17,0

19,0

21,0

23,0

25,0

27,0

29,0

31,0

33,0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

P[

W]

R[Ω]

Rys.8. Charakterystyka zewnętrzna dwóch źródeł napięcia stałego połączonych równolegle

Rys.9. Charakterystyka obciążenia dwóch źródeł napięcia stałego połączonych równolegle

6. Wnioski:

Na podstawie pomiarów możemy wywnioskować, że połączenie szeregowe dwóch jednakowych źródeł

powoduje zwiększenie napięcia biegu jałowego oraz rezystancję wewnętrzną dwukrotnie. Wydajność prądowa
pozostaje ta sama. Natomiast połączenie równoległe skutkuje zwiększeniem prądu zwarcia dwukrotnie
i zmniejszając dwukrotnie rezystancję wewnętrzną.

Taki układ posiada dwa razy większą wydajność prądową, zachowując to samo napięcie biegu jałowego

co jedno takie źródło.

Wykresy potwierdzają poprawność wykonanych pomiarów. Widać ,że moc maksymalna jest

wydzielana kiedy rezystancja obciążenia pokrywa się z rezystancją wewnętrzną połączonych lub pojedynczych
dwójników.

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

30

40

50

60

70

80

90

100

I[

A]

U[V]

10

15

20

25

30

35

0

100

200

300

400

500

600

700

800

P[

W]

R[Ω]