POLITECHNIKA POZNAŃSKA
INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI PRZEMYSŁOWEJ
Zakład Podstaw Elektrotechniki Laboratorium Elektrotechniki Teoretycznej Ćwiczenie nr 1
Temat: Zasada superpozycji i wzajemności w obwodach elektrycznych Rok akademicki:
Wykonawcy:
Data
Wykonania
Oddania
Wydział Elektryczny
1.
ćwiczenia
sprawozdania
2.
Studia dzienne magisterskie 3.
4.
Ocena:
Nr grupy:
5.
6.
Uwagi:
1. Wiadomości teoretyczne (Zasada superpozycji, proporcjonalności i wzajemności, pojęcie transmitancji dla obwodów prądu stałego, rodzaje transmitancji, przedstawić cel przeprowadzanego ćwiczenia).
2. Przebieg ćwiczenia.
2.1. Zasada superpozycji.
2.1.1. Schemat połączeń.
A1
A2
A3
R
R
2
3
R1
R5
R6
ZR4
R4
E0
R0
I5
A6
Dane: E0,=9V, ZR4 (E=6V, Rw=40 Ω), I5=100 mA, R0=100 Ω, R1=60 Ω, R2=20 Ω, R3=R4=40Ω, R5=10 Ω, R6=80 Ω.
2.1.2. Przebieg pomiarów
Połączyć układ przedstawiony w p. 2.1.1. Dokonać pomiaru prądów płynących pod wpływem każdego wymuszenia (źródła) działającego oddzielnie (eliminując pozostałe wg odpowiednich reguł) oraz przedstawić ich sumę (Σ) i dokonać pomiaru prądów pochodzących od wszystkich wymuszeń (źródeł) działających jednocześnie.
2.1.3. Tabela wyników
z pomiarów
wymuszenie
I1
I2
I3
I6
[mA] [mA] [mA] [mA]
E0
ZR4
I5
Σ
E0, ZR4, I5
2.1.4. Obliczenia
Poszczególne obliczenia analityczne powinny bazować na skorygowanych (dla odpowiednich wymuszeń) schematach pochodzących od schematu podstawowego (pkt.
2.2.1)
z obliczeń analitycznych
wymuszenie
I1
I2
I3
I6
[mA] [mA] [mA] [mA]
E0
ZR4
I5
Σ
E0, ZR4, I5
2.2. Zasada proporcjonalności 2.2.1. Schemat połączeń
R
R
2
3
R1
R5
R6
R4
R0
V5
A6
E
Dane: R0=100 Ω, R1=60 Ω, R2=20 Ω, R3=R4=40 Ω, R5=10 Ω, R6=80 Ω.
2.2.2. Przebieg pomiarów Połączyć układ pokazany na schemacie w punkcie 2.2.1. Jako wymuszenie zastosować kolejno źródła napięciowe o różnej wartości napięcia źródłowego: E’=6 V, E’’=9 V, E’’’=15 V, dokonując pomiaru napięcia U5 oraz prądu I6
2.2.3. Tabela wyników
I6
U5
Wymuszenie
[mA] [V]
E’
E’’
E’’’
2.2.4. Obliczenia
Na podstawie wyników zebranych w tabeli 2.2.3. wykazać słuszność zasady proporcjonalności obliczając i porównując odpowiednie proporcje (E, U, I).
2.3. Zasada wzajemności
2.3.1. Schemat połączeń.
a)
b)
R
R
R
2
3
R2
3
R1
R5
R6
R4
R1
R5
R6
R4
R
+ 5
+ 3’
+ 5
+ 3’
0
R
źródło
miernik
0
miernik
źródło
5’
3
5’
3
Dane: E=9V, I=100 mA, R0=100 Ω, R1=60 Ω, R2=20 Ω, R3=R4=40 Ω, R5=10 Ω, R6=80 Ω.
2.3.2. Przebieg pomiarów
Połączyć układy według schematów z punktu 2.3.1 a) i b). W miejsce zacisków „źródło”, jako wymuszenie, załączyć najpierw źródło napięciowe (E) a następnie prądowe (I), a w miejsce zacisków „miernik” kolejno dla każdego źródła włączyć najpierw woltomierz a następnie amperomierz zgodnie z tabelą 2.3.3.
2.3.3. Tabela wyników
E3=E5= 9 V, I3=I5= 100 mA
odpowiedź
schemat wymuszenie
I3
I5
U3
U5
[mA] [mA] [V] [V]
a E5
b E3
a E5
b E3
a I5
b I3
a I5
b I3
2.3.4. Obliczenia
Na podstawie uzyskanych wyników pomiarów obliczyć poszczególne transmitancje i określić, w których przypadkach ma słuszność zasada wzajemności.
z obliczeń
schemat
transmitancje
a b35
b b53
a y35
b y53
a a35
b a53
a z35
b z53
3. Wnioski i uwagi końcowe.
Uzasadnić przyczyny rozbieżności pomiędzy wynikami obliczeń a wynikami pomiarów.
4. Parametry i dane zmianowe zastosowanych urządzeń i mierników.
5. Literatura
1. Atabiekow G., Teoria liniowych obwodów elektrycznych, WNT, Warszawa 1964.
2. Bolkowski S., Elektrotechnika teoretyczna, Wyd. 6, WNT, Warszawa 2001.
3. Cholewicki T., Elektrotechnika teoretyczna t. 1 WNT, Warszawa 1973.
4. Krakowski M., Elektrotechnika teoretyczna t. 1, PWN, Warszawa 1995.
5. Kurdziel R., Podstawy elektrotechniki, WNT, Warszawa 1972.
6. Skrypt Laboratorium Elektrotechniki teoretycznej, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 1998 wydanie VII.