TEMAT: BADANIE UKA
ADÓW REGULACJI ORAZ POMIARY NAPI
CIA.
Cel ćwiczenia
·ð poznanie zasad regulacji napiÄ™cia i natężenia prÄ…du w obwodzie
elektrycznym,
·ð realizacja prostych ukÅ‚adów regulacji napiÄ™cia i natężenia prÄ…du,
·ð wyrobienie umiejÄ™tnoÅ›ci posÅ‚ugiwania siÄ™ amperomierzami i woltomierzami.
Wprowadzenie
Niekiedy zależy nam na tym, aby móc nastawiać napięcie podawane do układu począwszy
od wartości bliskiej zeru do wartości ustawionej na zasilaczu. Do tego celu służy układ zwany
dzielnikiem napięcia (układ potencjometryczny). Składa się on ze z
ródła napięcia o sile
elektromotorycznej U1 oraz rezystora suwakowego włączonego jak na rysunku poniżej.
Napięcie U2 jest napięciem wyjściowym układu dzielnika.
I
R1
U1
RS
U2
R2
Natężenie prądu w obwodzie ma wartość
U1
I =ð
R1 +ð R2
a napięcie na wyjściu dzielnika
R2
U2 =ð I *ð R2 =ðU1
R1 +ð R2
Napięcie na wyjściu dzielnika równa się iloczynowi napięcia zasilającego U1 pomnożonego
przez iloraz wartości rezystancji R2, na której to napięcie mierzymy i całkowitej rezystancji RS
rezystora (równej sumie rezystancji R1 i R2.
Powyższe zależności są słuszne jedynie dla dzielnika nieobciążonego. W przypadku
dzielnika obciążonego obowiązują inne zależności.
Zadania pomiarowe
ðð poÅ‚Ä…czyć ukÅ‚ad pomiarowy wg rys.1
ðð wykonać pomiary napiÄ™cia U2 woltomierzem analogowym i cyfrowym dla kilku
położeń suwaka rezystora R ( również dla położeń skrajnych ).
ðð wyniki pomiarów zapisać w tabeli nr 1.
UWAGA:
·ð wartość napiÄ™cia wyjÅ›ciowego z zasilacza nie może być zmieniana,
·ð pomiary wykonywać na odpowiednio dobranych zakresach
pomiarowych obu woltomierzy.
Schemat układu pomiarowego
+
R
zasilacz
DC
_-
Va Vc
U2
_
Rys.1. Schemat układu pomiarowego do nastawiania i pomiaru napięcia.
Tabela pomiarowa
L.p. Una Cv U2a Unc U2c
að max að
--- V dz V/dz dz V V V
1
2
3
4
5
6
Oznaczenia
Una - zakres pomiarowy woltomierza analogowego [V]
aðmax - maksymalne wychylenie wskazówki miernika [dz]
CV - stała podziałki woltomierza [V/dz]
að - aktualne wychylenie wskazówki miernika [dz]
U2a - wartość napiÄ™cia zmierzona woltomierzem analogowym ( równa Cv að ) [V]
Unc - zakres pomiarowy woltomierza cyfrowego [V]
U2c - wartość napięcia zmierzona woltomierzem cyfrowym [V]
 Opracowanie wyników
a. Na podstawie otrzymanych wyników pomiarów określić zakres regulacji ( Umin i Umax )
napięcia w układzie pomiarowym dla zastosowanych urządzeń i mierników.
b. Wyjaśnić różnice w wartościach napięć zmierzonych woltomierzem analogowym i
cyfrowym.
c. Określić, którym woltomierzem wykonano dokładniejsze pomiary ( w tym celu należy
dla każdego pomiaru napięcia obliczyć wartość błędu względnego pomiaru ).
Pytania
1. Podaj definicję napięcia elektrycznego
2. Do czego służy układ zwany dzielnikiem napięcia?
3. Jak rozumiesz pojęcie zakres regulacji napięcia w układzie pomiarowym?
4. Wyprowadz
wzór na wartość napięcia wyjściowego nieobciążonego dzielnika w układzie
potencjometrycznym, narysuj ten dzielnik.
5. Jak powinna być minimalna wartość rezystancji rezystora suwakowego w układzie
potencjometrycznym, by jego włączenie nie spowodowało przeciążenia zasilacza DC o
maksymalnym napięciu 30V i maksymalnej obciążalności 3A.
6. Narysuj (opisz rolę poszczególnych elementów) układ regulacji napięcia w obwodzie DC.
7. Omów znaczenie poszczególnych wielkości występujących w tabeli pomiarowej.
8. Wyjaśnij jak rozumiesz treść uwagi zamieszczonej w zadaniach pomiarowych.
9. Jak rozumiesz znaczenie błędów występujących w czasie pomiarów?