POLITECHNIKA RZESZOWSKA
im. Ignacego Łukasiewicza
Wydział Elektrotechniki i Informatyki
PODSTAWY ELEKTRONIKI
Laboratorium nr 1
Pomiary w obwodach prądu stałego Rzeszów 2011
1. Cel ćwiczenia: Poznanie podstawowych przyrządów pomiarowych dostępnych w laboratorium dedykowanych dla układów pradu stałego oraz wykonanie wybranych pomiarów elektronicznych dla prądu stałego.
2. Wykonanie pomiarów
2.1. Różnymi sposobami określić rezystancję pięciu rezystorów: a)
Na podstawie kodu paskowego lub opisu na rezystorze: a)
Opis na rezystorze
82Ω
b)
żółty, pomarańczowy, pomarańczowy, brak 43kΩ ±20%
c)
brązowy, fioletowy, czerwony, złoty 1,7kΩ ±5%
d)
niebieski, czerwony, pomarańczowy, złoty 62kΩ ±5%
e)
zielony, czarny, brązowy, brak 500Ω ±20%
b)
Pomiar omomierzem
a)
80,532 Ω
b)
42,674kΩ
c)
2,7128kΩ
d)
61,338kΩ
e)
1,5078kΩ
c)
Na podstawie pomiary prądu i napięcia – Prawo Ohma a)
U = 81,3mV
I = 1mA
81,3
81,3
1
b)
U = 4,2488V
I = 0,1mA
4,2488
42,488
0,1
c)
U = 1,3633V
I = 0,5mA
1,3633
2,7266
0,5
d)
U = 6,1085V
I = 0,1mA
6,1085V
61,085
0,1
e)
U = 1,5458mV
I = 1mA
1,5458mV
1,5458
1
Rozbieżności pomiędzy wartościami – odczytanymi z kodu paskowego oraz zmierzonymi odpowiednimi miernikami mogą być spowodowane trudnością w odróżnieniu kolorów pasków (zatarte paski).
2.2. Pomiar charakterystyki prądowo-napięciowej dwóch wybranych rezystorów a)
Dla dwóch wybranych rezystorów zmierzyć i wykreślić charakterystykę I = f( U) w zakresie od 0 do 10 V.
Rysunek 1: Układ poprawnie mierzonego napięcia W laboratorium udało się zmierzyć parametr natężenia prądu tylko dla jednego rezystora (62kΩ) U[V]
I [mA]
0,73244
0,012
I = f(U)
1,3672
0,0224
0,18
2,0746
0,034
0,16
2,5697
0,0421
0,14
3,2496
0,0533
3,8707
0,0635
0,12
5,0288
0,0825
]
0,1
A
6,8536
0,1125
I [m
0,08
8,0182
0,1316
0,06
9,0416
0,1485
0,04
9,5756
0,1572
9,9903
0,1641
0,02
0
0
2
4
6
8
10
12
U [V]
Rysunek 2: Charakterystyka I = f(U)
Na podstawie uzyskanych pomiarów obliczyć rezystancję i wykonać wykres R = f( U).
U[V]
I[mA]
R[Ω]
0,73244
0,012 61,03667
R = f(U)
1,3672
0,0224 61,03571
2,0746
0,034 61,01765
61,06
2,5697
0,0421
61,038
61,04
61,02
3,2496
0,0533 60,96811
61
3,8707
0,0635 60,95591
]
60,98
60,96
5,0288
0,0825 60,95515
[ΩR 60,94
6,8536
0,1125 60,92089
60,92
8,0182
0,1316 60,92857
60,9
60,88
9,0416
0,1485
60,8862
60,86
9,5756
0,1572 60,91349
0
2
4
6
8
10
12
9,9903
0,1641 60,87934
U [V]
Jak widać na wykresie rezystancja zależy od podawanego napięcia do układu.
c)
Obliczyć moc wydzielaną w rezystorze i wykreślić zależność P = f( U).
ó: !
U[V]
I[mA]
P[W]
0,73244
0,012
0,008789
P = f(U)
1,3672
0,0224
0,030625
2,0746
0,034
0,070536
2
2,5697
0,0421
0,108184
1,5
3,2496
0,0533
0,173204
3,8707
0,0635
0,245789
]
1
[W
5,0288
0,0825
0,414876
P
6,8536
0,1125
0,77103
0,5
8,0182
0,1316
1,055195
9,0416
0,1485
1,342678
0
9,5756
0,1572
1,505284
0
2
4
6
8
10
12
9,9903
0,1641
1,639408
U[V]
2.3. Wykorzystując rezystor dekadowy dokonać pomiaru charakterystyki I = f( R).
a)
Mierzyć prąd przy rezystancji zmienianej w szerokich granicach (stosunek rezystancji maksymalnej do minimalnej powinien wynosić co najmniej 10).
U[V]
I[A]
R[Ω]
P[W]
2,0229
2,021
1kΩ
4,088281
2,243
900Ω
4,537365
2,504
800Ω
5,065342
2,891
700Ω
5,848204
3,369
600Ω
6,81515
4,044
500Ω
8,180608
5,055
400Ω
10,22576
6,747
300Ω
13,64851
10,106
200Ω
20,44343
20
100Ω
40,458
b)
Wykreślić zależności I = f( R) oraz P = f( R).
I = f(R)
25
20
15
]
I[A
10
5
0
0
200
400
600
800
1000
1200
R[Ω]
P = f(R)
45
40
35
30
]
25
[WP 20
15
10
5
0
0
200
400
600
800
1000
1200
R[Ω]
3. Opracowanie i analiza wyników 3.1. Sporządzić pełną dokumentację z przeprowadzonych pomiarów i badań.
Oryginał przeprowadzonych pomiarów zamieszczony w załączniku 3.2. Narysować zmierzone w punkcie C2a charakterystyki U=f(I), wyznaczyć rezystancję statyczną i dynamiczną obu rezystorów w funkcji prądu.
U[V]
I [mA]
0,73244
0,012
U = f(I)
1,3672
0,0224
12
2,0746
0,034
2,5697
0,0421
10
3,2496
0,0533
8
3,8707
0,0635
]
5,0288
0,0825
[V
6
U
6,8536
0,1125
4
8,0182
0,1316
2
9,0416
0,1485
9,5756
0,1572
0
9,9903
0,1641
0
0,05
0,1
0,15
0,2
I[mA]
Dla rezystora wyznaczyliśmy rezystancję statyczną oraz dynamiczną w funkcji prądu.
"
%"
Korzystaliśmy przy tym ze wzorów: (rez. statyczna ) oraz $
(rez. dynamiczna)
#
%#
a)
Rez. Statyczna
5,0288
60,95'15( ) 61*
0,0825
b)
Rez. dynamiczna (dla trzech różnych przedziałów) $
2,5679 + 0,73244V
61,038*
$
0,0421mA + 0,012mA
$
5,0288V + 2,5679
60,8688*
$
0,0825mA + 0,0421mA
$
9,0416V + 5,0288V
60,8*
$
0,1485mA + 0,0825mA
%"
-.,/01 2 -/,1-112 -/,1
Uśredniając
≈ 60,9
%#
0
3.3. Skomentować rezultaty pomiarów co do dokładności odczytu mierzonych wielkości za pomocą oscyloskopu i miernika. Jakim rodzajem miernika można mierzyć poprawnie sygnały niesinusoidalne?
3.4. Do opracowania dołączyć własne wnioski i spostrzeżenia.