ĆWICZENIE 5  POMIAR NAPI
CIA I PR
DU STAA
EGO
SPRAWOZDANIE
1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia było wyznaczenie wyznaczenie wartości prądu i napięcia stałego w różnych
układach pomiarowych oraz wyznaczenie charakterystyki prądowo-napięciowej diody.
2. Opis ćwiczenia
2.1 Pomiar napięcia i prądu stałego
Połączono układ pomiarowy tak jak jest to pokazane na schemacie nr 1 (dla pomiaru napięcia) oraz
schemacie nr 2 (dla pomoaru prądu). Następnie zmierzono wartości napięcia i prądu dwoma
miernikami uniwersalnymi cyfrowymi oraz jednym analogowym (najpierw każdy osobno,
następnie połączone ze sobą). Dla każdej konfiguracji wykonano serię 3 pomiarów.
2.2 Charakterystyka prądowo-napięciowa diody
Połączono układ pomiarowy jak na schemacie nr 3. Wykonano pomiary dla kierunku przewodzenia
w zakresie 0,1 V  0,9 V zmieniając co 0,1 V. Następnie wykonano pomiary dla kierunku
zaporowego w zakresie 1 V  10 V zmieniajÄ…c co 1 V.
3. Schematy pomiarowe
Schemat nr 1 - Schemat połączeń układu do pomiarów napięcia
Schemat nr 2  schemat połączeń układów do pomiaru prądu
Schemat nr 3  schemat połaczeń układu do wyznaczenia charakterystyki diody
4. Spis przyrządów
- Cyfrowy miernik uniwersalny Multimeter Picotest M3510A
Błędy pomiarowe dla danych zakresów:
-
-Analogowy miernik uniwersalny ERA Um-3a (dla pomiaru prądu i napięcia stałego - klasa1)
- Cyfrowy miernik uniwersalny METEX M-3650D (dane poniżej)
- Dioda: IN4001NC; max. 50 V, 5 źA; max. 1 V  1 A
5. Wyniki pomiarów
5.1.1 Wyniki pomiarów napięcia i prądu stałego  przyrządy podłączone osobno
Multimetr picotest m3510a Multimetr METEX m3650D Miernik analogowy
U1 (V) 2,6512 2,65 2,6
U2 (V) 2,6509 2,64 2,6
U3 (V) 2,6513 2,65 2,6
I1 (mA) 22,717 23,2 22
I2 (mA) 22,708 23,1 22
I3 (mA) 22,711 23,2 23
Åšrednia U(V) 2,6511333333 2,6466666667 2,6
Åšrednia I(mA) 22,712 23,1666666667 22,3333333333
5.1.2 Wyniki pomiarów napięcia i prądu stałego  przyrządy podłączone razem
Multimetr picotest m3510aMultimetr METEX m3650D Miernik analogowy
U1 (V) 2,6431 2,64 2,6
U2 (V) 2,6427 2,64 2,6
U3 (V) 2,6429 2,64 2,6
I1 (mA) 21,72 21,7 22
I2 (mA) 21,725 21,7 22
I3 (mA) 21,723 21,7 22
Åšrednia U(V) 2,6429 2,64 2,6
Åšrednia I(mA) 21,7227 21,7 22
5.2 Błędy pomiaru dla pomiarów prądu i napięcia stałego
5.2.1 Niepewność standardowa typu A
Niepewność Ua 0,008819171 0,0471404521 0
Niepewność Ia 0,040824829 0,1490711985 0,4714045208
5.2.2 Niepewność standardowa typu B oraz niepewność złożona
Niepewność typu B Multimetr Picotest m3510a Multimetr METEX m3650D Miernik analogowy
U1 0,0003570108 0,0015973441 0,0346410162
U2 0,0003569704 0,0015913164 0,0346410162
U3 0,0003570242 0,0015973441 0,0346410162
I1 0,0146637604 0,2092291885 0,3464101615
I2 0,014657951 0,2083273386 0,3464101615
I3 0,0146598875 0,2092291885 0,3464101615
Średni błąd U 0,0003570018 0,0015953349 0,0346410162
Średni błąd I 0,014660533 0,2089285719 0,3464101615
Niepewność złożona U 0,0088263938 0,0471674391 0,0346410162
Niepewność złożona I 0,0433773892 0,2566580807 0,5849976258
5.3 Wyznaczenie charakterystyki prądowo-napięciowej diody
5.3.1 W kierunku przewodzenia
Napięcia na zasilaczu [V] Wskazanie woltomierza METEX [V] Wskazanie amperomierza Picotest [mA]
0,1 0,255 0,0001
0,2 0,355 0,008
0,3 0,454 0,114
0,4 0,549 0,8932
0,5 0,628 4,4937
0,6 0,679 13,114
0,7 0,71 25,674
0,8 0,73 40,381
0,9 0,743 55,328
5.3.2 W kierunku zaporowym
Napięcie na zasilaczu [V] Wskazanie woltomierza METEX [V] Wskazanie ampermierza Picotest [mA]
1 1,15 0,0001
2 2,15 0,0004
3 3,15 0,0005
4 4,15 0,001
5 5,15 0,0007
6 6,15 0,0006
7 7,15 0,0007
8 8,17 0,0026
9 9,16 0,0009
10 10,15 0,0024
6. Wzory i przykładowe obliczenia
Niepewność standardowa typu A:
(2,6521-2,6511)2-(2,6509-2,6511)2-(2,6513-2,6511)2
Ua(U )= =0,0001
6
"
Niepewność standardowa typu B:
1 0,12Å"2,65122 2
Ub(U )= Å" + Å"2,6512=0,0004
3 1002 26512
" "
Niepewność złożona:
u(U )= 0,000122+0,0042
"
Niepewność rozszerzona przy poziomie ufności 0,95, k=2:
u(U )=2Å"0,0004=0,0008
7. Wykresy
7.1 Charakterystyka prądowo-napięciowa diody
7.1.1 W kierunku przewodzenia
Charakterystyka prądowo napięciowa diody
kierunek przewodzenia
60
50
40
30
20
10
0
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
Napięcie [V]
7.1.2 W kierunku zaporowym
Natężenie [mA]
8. Uwagi i wnioski
Mierniki uniwersalne połączone razem ze sobą podają odmienne wskazania. Dzieje się tak, gdyż w
przypadku pomiaru napięcia, zamiast spadku napięcia na jedym mierniku mamy do czynienia ze
spadkami na 3 różnych miernikach. Podobnie dzieje się w przypadku pomiarów natężenia prądu 
całkowita impedancja obwodu rośnie, co ma swoje odbicie w pomiarach.
Otrzymane charakterystyki prądowo napięciowe dla diody zgadzają się z założeniami
teoretycznymi. W przypadku kierunku przewodzenia prąd zmienia się bardzo delikatnie aż do
osiągnięcia wartości napięcia progowego po którym to wyraz
nie wzrasta. Z kolei w kierunku
przewodzenia obserwujemy niewielki wzrost prÄ…du.