Instrukcja do ćwiczenia nr 1 BADANIE OBWODÓW ELEKTRYCZNYCH NAPIĘCIA STAŁEGO
ĆWICZENIE NR 1
BADANIE OBWODÓW ELEKTRYCZNYCH NAPIĘCIA STAŁEGO
1. Cel ćwiczenia
Praktyczna ilustracja wybranych, podstawowych praw obwodów liniowych - podana na przykładzie obwodu rezystancyjnego z wymuszeniami stałymi. Eksperymentalna weryfikacja twierdzenia Thevenina, zasady superpozycji i metody prądów oczkowych.
2. Program ćwiczenia
2.1. Zestawić układ pomiarowy i zgłosić do sprawdzenia. Nastawić na zasilaczu i zapisać do protokółu wartość E 1 podaną przez prowadzącego (napięcie zmierzyć woltomierzem cyfrowym).
E 1 = ......... V
a2
1
I3
A1
P2
A3
R
b2
3
E2
E1
V
R2
R4
a1
b1
A2
W1
W2
P1
R1
1’
Rys. 1. Schemat układu do eksperymentalnej weryfikacji twierdzenia Theveninna, zasady superpozycji i metody prądów oczkowych
R 1 = 9,2 Ω R 2 - rezystor suwakowy 7,7 Ω R 3 = 6,5 Ω R 4 - rezystor dekadowy 10 Ω
E 1 = 11; 11,5; ... 13,5; 14 V V – woltomierz cyfrowy S p r a w d z e n i e t w i e r d z e n i a T h e v e n i n a 3. Za pomocą rezystora suwakowego R 2 ustawić napięcie na rozwartych zaciskach 1-1’ (P1 - a1, P2 - a2, W1 - zamknięty, W2 - otwarty) bliskie wartości podanej przez prowadzącego (4; 4,5 lub 5 V). Zapisać wartość pomierzonego napięcia jako napięcie źródłowe E 2 i nastawić je (posługując się woltomierzem cyfrowym) na drugim zasilaczu.
E 2 = ......... V
Uwaga: W pozostałych pomiarach nie zmieniać położenia rezystora suwakowego R 2.
3.1. Pomierzyć prąd zwarcia płynący przez zaciski 1-1’ ( R 4 = 0, W1 - otwarty, W2 - zamknięty) I zw = ............. mA
3.2. Zdjąć charakterystykę prądu I 3 w funkcji obciążenia R 4: a) dla działającego źródła podstawowego E 1 (P1 - a1, P2 - a2, W1 - otwarty, W2 - zamknięty) b) dla działającego źródła zastępczego E 2 (P1 - b1, P2 - b2, W1 - otwarty, W2 - zamknięty).
Laboratorium Teoria Obwodów, ZAKŁAD METROLOGII I PODSTAW ELEKTROTECHNIKI 1
Instrukcja do ćwiczenia nr 1 BADANIE OBWODÓW ELEKTRYCZNYCH NAPIĘCIA STAŁEGO
Tabela 1. Weryfikacja twierdzenia Thevennina
I
I
I
R
3 (źródło
3 (źródło
3
4
podstawowe)
zastępcze)
(obliczone)
Ω
mA
mA
mA
0
1
2
3
.
.
10
S p r a w d z e n i e m e t o d : s u p e r p o z y c j i i p r ą d ó w o c z k o w y c h 4. Pomierzyć wartości prądów w gałęziach obwodu dla następujących przypadków: a) załączone E 1 i E 2 (P1 - a1, P2 - b2, W1 - otwarty, W2 - zamknięty), b) załączone E 1 (P1 - a1, P2 - a2, W1 - otwarty, W2 - zamknięty), c) załączone E 2 (P1 - b1, P2 - b2, W1 - otwarty, W2 - zamknięty).
Tabela 2. Wyniki z weryfikacji metody superpozycji i prądów oczkowych Załączone:
E 1 i E 2
E 1
E 2
R 4
I
’
’
’
’’
’’
’’
1
I 2
I 3
I1
I 2
I 3
I 1
I 2
I 3
Ω
mA mA mA mA mA mA mA mA mA
0
2
4
6
8
10
5. Opracowanie wyników
5.1. obliczyć podział rezystora suwakowego R 2 ustalony w pkt. 3; 5.2. dwiema metodami wyznaczyć rezystancję wzierną (rezystancję Thevenina) R T widzianą z zacisków 1- 1’:
5.2.1. na podstawie pomiarów w p-tach 3 oraz 3.1; 5.2.2. na podstawie znajomości rezystancji R 1, R 3 oraz podziału rezystora suwakowego R 2; 5.3. obliczyć wartości I 3 = f( R 4) (tabela nr 1) na podstawie twierdzenia Thevenina; 5.4. narysować na wspólnym wykresie zależności I 3 = f( R 4) dla trzech przypadków, 5.5. dla zadanej przez prowadzącego wartości rezystancji R 4= ......... Ω obliczyć rozpływ prądów w obwodzie z pkt. 4 a metodą prądów oczkowych oraz metodą superpozycji.
5.6. Dyskusja otrzymanych wyników i uwagi na temat przeprowadzonego ćwiczenia.
Laboratorium Teoria Obwodów, ZAKŁAD METROLOGII I PODSTAW ELEKTROTECHNIKI 2