wiczenie.1 BADANIE OBWODÓW LINIOWYCH PR DU STAŁEGO
Podstawowymi elementami wchodz cymi w skład badanych układów s rezystancje (elementy pasywne) oraz rzeczywiste ródła napi ciowe i pr dowe.
Zestaw wiczeniowy wyposa ono w ródła o specjalnych charakterystykach. ródła te b dziemy nazywa „ wiczeniowymi” i oznacza tak samo jak idealne, chocia idealnymi s tylko w okre lonym zakresie:
– „ wiczeniowe” ródła napi ciowe maj ograniczenie pr dowe Ig < Iogr < Izw, co czyni je odpornymi na zwarcie, lecz zaw a zakresy pracy do 0 < I < Ig , kiedy napi cie ma stał
warto U = E,
I
U
E
U
E
0
Ig
Izw I
– „ wiczeniowe” ródła pr dowe maj ograniczenie napi ciowe Ug < Uogr < Urozw , co czyni je odpornymi na rozwarcie, lecz zaw a zakresy pracy do 0 < U < Ug , kiedy pr d ma stał
warto I = I r.
I
I
I
I
U
0
Ug
Urozw U
Trzeba doda , e konstrukcja ródeł „ wiczeniowych” nie pozwala na u ywanie ich jako odbiorników aktywnych, tzn. narzuca warunek zgodno ci realnie wyst puj cych zwrotów napi cia i pr du.
W trakcie wykonywania wiczenia dokonuje si operacji wył czenia i zał czenia napi cia ródłowego E lub pr du ródłowego I r w zamodelowanych ródłach rzeczywistych.
1
Prowadz cy wiczenie okre la, które ze ródeł „ wiczeniowych” wchodz cych w skład zestawu b d u ywane (okre la te wysterowanie ródła pr dowego).
1.1 BADANIE RÓDEŁ „ WICZENIOWYCH”
+
I
A
E
W
V
Robc
-
Tablica wyników pomiarów i oblicze
ródło napi ciowe
ródło pr dowe
Wyznaczone
Lp
I
U
I
U
E
Ig
I
Ug
mA
V
mA
V
V
mA
mA
V
+
I
A
W
I
V
Robc
-
Warto ci okre lone na podstawie pomiarów: E, Ig; I r, Ug.
1.2 BADANIE RÓDEŁ RZECZYWISTYCH
I obiekt ródło napi ciowe
+
REw
I
A
E=. . . . V
E
W
V
R
I
obc
g=. . . . mA
-
E
Dobrana warto rezystancji wewn trznej: R
.
Ew = ..... Ω
. ≥
= ..... Ω
.
Ig
E
Pr d zwarcia ródła rzeczywistego: I
=
=
.
max
..... m
. A
REw
E 2
Moc wewn trzna przy zwarciu ródła rzeczywistego: P
=
=
.
max
......
E
W
REw
Zmiany warto ci rezystancji obci enia Robc: od do 0.
2
Tablica wyników pomiarów i oblicze Pomiary Obliczenia
I
U
P
P
P
R
Lp I
U P
E
w
obc
obc
E Pw Pobc Robc
I
P
P
P
R
max
E
E max
E max
E max
Ew
mA V W W W
–
–
–
–
–
–
–
U
P
Wzory oblicze : P
obc
E=E I ; Pw=REw I2 ; Pobc=U I ; R
=
; η =
obc
I
PE
II obiekt ródło pr dowe
+
I
A
W
I r=. . . . mA
I
Ug=. . . . V
RIw
V
Robc
-
U
Dobrana warto rezystancji wewn trznej: R = ..... Ω
. ≤ g
.
Iw
= ..... Ω
.
I r
Napi cie stanu jałowego ródła rzeczywistego: Umax=RIw =. . . . . mA.
Moc wewn trzna przy rozwarciu ródła rzeczywistego: PImax=RIw I2 r=. . . . W.
Zmiany warto ci rezystancji obci enia Robc : od 0 do Tablica wyników pomiarów i oblicze
Pomiary Obliczenia
I
U
P
P
P
R
Lp U I
P
I
w
obc
obc
I
Pw Pobc Robc
I
U
P
P
P
R
r
max
Im ax
Im ax
Im ax
Iw
V mA W W W
–
–
–
–
–
–
–
U 2
U
P
Wzory do oblicze : P
obc
I=U I r ; P =
; P
R =
; η =
w
R
obc=U I ; obc
I
P
Iw
I
3
1.3 BADANIE OBWODU ROZGAŁ ZIONEGO
Prowadz cy wiczenie okre la struktur liniowego pasywnego układu o znanych warto ciach rezystancji. Warto ci rezystancji w R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8
W wybranych gał ziach przył czamy dobrane w poprzednim punkcie ródła rzeczywiste.
+
REw
+
I
I
W
E
W
I
RIw
-
-
Zasada superpozycji - mierzymy amperomierzami warto ci pr dów w gał ziach: a) przy wł czonych obu ródłach; b, c) przy wł czonym ka dym ródle z osobna. Wyniki powinny potwierdza zasad superpozycji. W razie stwierdzenia, e tak nie jest, zmieniamy biegunowo jednego ze ródeł ( ródło „ wiczeniowe" nie mo e by odbiornikiem aktywnym; to jest wła nie taka sytuacja).
Twierdzenie Thevenina - odł czamy amperomierz w wybranej gał zi obwodu i na jego miejsce doł czamy woltomierz (mierzymy napi cie stanu jałowego), po czym odł czamy go, wył czamy ródła i mierzymy rezystancj wej ciow obwodu.
Tablica wyników pomiarów i oblicze
Zasada
Wł czone Ix
Iy
Iz
Twierdzenie
Ux0 Rwx
superpozycji
ródła
mA mA mA Thevenina
V
a
E i I r
Pomiary
Pomiary b
E
U
c
I
Obliczenie
x
R
0
=
r
wx
I
Obliczenia (b+c) E i I
x
r
Opracowanie sprawozdania
1. Wykorzystuj c wyniki pomiarów uzyskane w p. 1.1, wykre lamy charakterystyki ródeł: U=fE(I) i I = fI(U)
2. Wykorzystuj c wyniki pomiarów uzyskane w p. 1.2, wykre lamy charakterystyki ródeł: U = fE(7) i I=fI(U) oraz zale no ci - dla obu ródeł - wzgl dnych warto ci pr du, napi cia i mocy oraz sprawno ci, od wzgl dnych warto ci rezystancji obci enia.
3. Na drodze teoretycznej analizy obwodu badanego w p. 1.3, obliczamy warto ci pr dów gał ziowych i porównujemy je z wynikami pomiarów.
4. Formułujemy własne spostrze enia, uwagi i wnioski, dotycz ce wykonanego wiczenia.
4