ĆWICZENIE 2

Sprawdzenie podstawowych praw obwodów

elektrycznych

1. Cel ćwiczenia

Zapoznanie się z podstawowymi prawami teorii obwodów (prawo Ohma, I i II prawo

Kirchhoffa) oraz weryfikacja tych praw w oparciu o pomiary.

2. Sprawdzenie prawa Ohma

2.1. Schemat układu pomiarowego

Ro – rezystor regulowany

2.2. Wykonanie pomiarów

Dla podanej przez prowadzącego wartości napięcia zasilającego U (z przedziału

od 5 do 10V) wykonać pięć pomiarów natężenia prądu, rezystancję R0 należy zmienić wg

danych w tabeli.

CA - stała podziałki amperomierza

αA - liczba działek amperomierza

I - wartość prądu odczytana z amperomierza

U - wartość napięcia odczytana z woltomierza

U =

U =

Lp.

RO

CA

αA

I

CA

αA

I

Ω

mA/dz

dz

mA

mA/dz

dz

mA

1

2

2

4

3

6

4

8

5

10

2.3. Wyznaczanie charakterystyki I = f (R0)

Na podstawie wyników pomiarów narysować wykres zależności I = f (R0) dla dwóch

wartości napięć U.

1

3. Sprawdzenie pierwszego prawa Kirchhoffa

3.1. Zanotuj wartości rezystancji wskazane przez prowadzącego:

R1 = ..........................

R2 = ..........................

3.2. Oblicz rezystancję zastępczą RZR dla równoległego połączenia

rezystorów R1, R2 i R3

1

1

1

=

+

= ...........................................................................................................................................................

R

R

R

ZR

1

2

RZR = ................

3.3. Dokonaj pomiaru rezystancji zastępczej RZRp dla rezystorów R1, R2,

połączonych równolegle

Schemat układu do pomiaru rezystancji zastępczej

RZRp = ......................

2

3.4. Schemat układu pomiarowego do sprawdzenia pierwszego prawa

Kirchhoffa.

Dokonać pomiaru natężeń prądów I, IR1, IR2 płynących przez rezystory

połączone równolegle:

• zmierzyć natężenia prądów w poszczególnych gałęziach układu dla

wartości napięcia zasilającego podanego przez prowadzącego U= ….. V

(z przedziału od 2 do 5 V),

• obliczenia należy wykonać wg wzorów podanych poniżej.

Wyniki pomiarów i obliczeń zanotować w tabeli:

Wielkości zmierzone RZRp= ..........

Wielkości obliczone RZR =..............

U

I R1

I R2

I

I

IÀ =∑ IRn

R1

ÌR2

IÀ

Ì=∑ÌRn

V

mA

mA

mA

mA

mA

mA

mA

Wnioski z pomiarów

I – prąd mierzony przez amperomierz A

IA = ∑ IRn - prąd jest sumą prądów płynących

przez amperomierze A1 , A2

IA = ∑ IRn =IR1+ IR2 n = 1, 2

U = .... [V] IA = ..........................................................

Jeżeli prąd I jest równy co do wartości sumie prądów IA = I1+ I2,

to w poniższym równaniu postaw znak równości = , gdy ma

wartość zbliżoną , to postaw znak ≈ .

U = .... [V] I ...... IA ....... ...... .........

Udowodniono słuszność .................................... prawa Kirchhoffa

( prądowego , napięciowego )

3

Wnioski z obliczeń

U – napięcie zasilające układ

UR1 ,UR2 – napięcia zmierzone na rezystorach R1 , R2

UZR – napięcie na rezystancji zastępczej połączenia równoległego

rezystorów

UZR = UR1 = UR2 = U

IÀ - prąd płynący przez rezystancję zastępczą rezystorów połączonych

równolegle

RZR – rezystancja obliczona w punkcie II. 2

U = .... [V] IÀ = U / RZR = ...............................................

ÌR1 , ÌR2 – prądy płynące przez rezystory R1 , R2

Wartość tych prądów należy obliczyć ze wzoru :

U = .....[V] ÌR1 = U / R1 = ..................................................

ÌR2 = U / R2 = .................................................

Ì = ∑ÌRn = ÌR1 + ÌR2 = ....................................................

Na podstawie wyników obliczeń podaj i udowodnij słuszność .................

( I / II)

prawa Kirchhoffa .

...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................

4. Sprawdzenie napięciowego prawa Kirchhoffa

4.1. Oblicz rezystancję zastępczą RZS dla rezystorów R1, R2 połączonych

szeregowego

RZS = R1 + R2 = .................................................................................

4

4.2. Zmierz rezystancję zastępczą RZSp dla trzech rezystorów R1 , R2

połączonych szeregowego

RZSp - wartość rezystancji zmierzonej omomierzem dla rezystorów

połączonych szeregowo

RZSp = .......................................................................................

4.3. Schemat układu pomiarowego do sprawdzenia drugiego prawa

Kirchhoffa

Dokonać pomiaru spadków napięć na rezystorach R1 , R2 :

• dla wartości napięcia zasilającego U=….. V podanej przez prowadzącego

(z przedziału od 5 do 15V ) zmierzyć spadki napięć na rezystorach R1, R2

• obliczenia wykonać wg wzorów podanych poniżej.

Wyniki pomiarów i obliczeń zanotować w tabeli:

Wielkości zmierzone RZSp= .......... Wielkości obliczone RZS =...............

U

I

UR1

UR2

UZSp

IÙ`R1

ÙR2

ÙZS

V

mA

V

V

V

mA

V

V

V

Wnioski z pomiarów

UZSp – napięcie na rezystancji zastępczej połączenia szeregowego rezystorów

U - napięcie zasilające układ

U ZSp= UR1+ UR2

Jeżeli napięcie zmierzone U ZSp jest równe co do wartości napięciu

zasilającemu U to w poniższym równaniu postaw znak równości = ,

gdy ma wartość zbliżoną , to postaw znak ≈ .

U = ...... [V] U ZSp ...... U ....... ...... .........

Udowodniono słuszność .................................... prawa Kirchhoffa

( prądowego , napięciowego )

5

Wnioski z obliczeń

RZS – wartość zastępcza rezystancji obliczona punkcie III. 1

Ì - prąd płynący przez rezystory połączone szeregowo i jego wartość

należy obliczyć ze wzoru :

U = .... [V] Ì= U / RZS = .......................................

ÙR1 , ÙR2 - napięcie na rezystorach należy obliczyć ze wzoru:

U = .... [V] ÙR1 = Ì. R1 = ...........................................

ÙR2 = Ì. R2 = ...........................................

ÙZS = ÙR1+ ÙR2 = U = ..........................................................

Na podstawie wyników obliczeń podaj i udowodnij słuszność .......................

( I / II)

prawa Kirchhoffa .

.....................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................

5. Opracowanie wyników powinno zawierać:

• własności szeregowego i równoległego łączenia rezystorów

• udowodnienie w oparciu o wyniki pomiarów słuszności I i II prawa

Kirchhoffa,

• omówienie wykresów ilustrujących prawo Ohma I = f(R0) dla U = const.

6. Wnioski z przeprowadzonego ćwiczenia

6