LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI TEORETYCZNEJ |
Temat: Wykresy koowe. |
|
|
|
1. Ukad pomiarowy.
Poniszy rysunek obejmuje najwiksz liczb elementów. W zalenoci od rodzaju badanego ukadu, cz elementów nie bdzie si znajdowa w obwodzie tzn. bd zwarte.
W przypadku wystpowania L w obwodzie, w tabelach pomiarowych, R jest sum rezystancji wewntrznej RW cewki L i rezystancji rezystora R', w przeciwnym wypadku R=R' rezystora. Warto |UR| jest napiciem na rezystorze R'.
Tabela rezystancji wewntrznych cewki:
|
L |
RW |
|
[H] |
[] |
1. |
0,1 |
33 |
2. |
0,2 |
35 |
3. |
1 |
86 |
4. |
1,5 |
127 |
5. |
2 |
165 |
2. Obwód szeregowy R, C.
2.1. R=650 , C=var.
lp. |
C |
|UR| |
|UC| |
|I| |
|
[F] |
[V] |
[V] |
[mA] |
1. |
2 |
13.75 |
14.40 |
20 |
2. |
4 |
09.60 |
15.54 |
14 |
3. |
5 |
06.46 |
18.95 |
10 |
4. |
6 |
02.98 |
19.80 |
4 |
5. |
6.5 |
00.98 |
20.00 |
1 |
6. |
6,75 |
0.01 |
20.05 |
0 |
2.2. C=4 F , R=var.
lp. |
R |
|UR| |
|UC| |
|I| |
|
[] |
[V] |
[V] |
[mA] |
1. |
650 |
09.60 |
17.5 |
14 |
2. |
750 |
10.60 |
16.7 |
14 |
3. |
850 |
11.60 |
16.2 |
13 |
4. |
950 |
12.50 |
15,57 |
13 |
5. |
1050 |
13.2 |
14.9 |
12 |
3. Obwód szeregowy R, L.
3.1. R=650 , L=var.
lp. |
L |
|UR| |
|UL| |
|I| |
|
[H] |
[V] |
[V] |
[mA] |
1. |
0.1 |
18.6 |
01,4 |
28 |
2. |
0,2 |
17.92 |
02.9 |
28 |
3. |
1 |
14.30 |
7.95 |
22 |
4. |
1,5 |
11.05 |
11.75 |
17 |
5. |
2 |
08.60 |
14.20 |
13 |
3.2. L=1,0 H (RW=86 ), R=var.
lp. |
R |
|UR| |
|UL| |
|I| |
|
[] |
[V] |
[V] |
[mA] |
1. |
650 |
14.3 |
7.9 |
22 |
2. |
750 |
14.87 |
7.12 |
20 |
3. |
850 |
15.20 |
6.55 |
18 |
4. |
950 |
15.50 |
6.1 |
16 |
5. |
1050 |
16.30 |
5.6 |
15 |
4. Obwód szeregowy R, L, C.
4.1. R=1000 , C=6 F, L=var.
lp. |
L |
|UR| |
|UCL| |
|I| |
|
[H] |
[V] |
[V] |
[mA] |
1. |
0,1 |
17,05 |
08.95 |
16 |
2. |
0,2 |
17,13 |
7.9 |
16 |
3. |
1 |
16,47 |
5,15 |
16 |
4. |
1,5 |
14,32 |
5,70 |
14 |
5. |
2 |
13,00 |
8,2 |
12 |
4.2. C=6F, L=1 H (RW=86 ), R=var.
lp. |
øRø |
|UR| |
|UCL| |
|I| |
|
[] |
[V] |
[V] |
[mA] |
1. |
1000 |
16,40 |
5,19 |
16 |
2. |
900 |
16 |
5,6 |
18 |
3. |
800 |
15,5 |
6.2 |
19 |
4. |
700 |
15 |
6.7 |
22 |
5. |
600 |
14,3 |
7,4 |
24 |
4.3. L=1 H (RW=86 ), C=6 F, R=var.
lp. |
R |
|UR| |
|UCL| |
|I| |
|
[] |
[V] |
[V] |
[mA] |
1. |
1000 |
16,4 |
5,19 |
16 |
2. |
900 |
16 |
5,6 |
18 |
3. |
800 |
15,5 |
6,2 |
19 |
4. |
700 |
15 |
6,7 |
22 |
5. |
600 |
14,3 |
7,4 |
24 |
6. |
5k |
22,45 |
2,57 |
4,35 |
5. Spis uytych przyrzdów.
- 3 multimetry cyfrowe typ V543- funkcja woltomierza AC,
zakres 100V,
- multimetr analogowy typ 4354-M1- funkcja amperomierza AC,
zakres 60 mA,
- opornik dekadowy typ DR 4b-16, 0-11k.
6. Uwagi i wnioski .
Powysze wykresy koowe przedstawiaj wartoci napi w obwodach na elementach rzeczywistych. Aby porówna te wykresy do wykresów, które mona by otrzyma z pomiarów elementów idealnych, naley okreli, jak te drugie wygldaj.
Konkretnie, wykresy otrzymane z pomiaru elementów idealnych mona przedstawi na paszczynie zespolonej, z dokadnym opisem osi, wszystkie wskazy bd wpisane w taki sam okrg o rednicy napicia zasilania (niezalenie od zmian R', C, L obwodu), kty midzy wektorami UR, a odpowiednio UC, UL, UCL, zawsze bd równe /2, wektory napi na C i L bd tego samego kierunku i przeciwnego zwrotu, a ich suma bdzie tak samo tego samego kierunku i zwrotu zalenego od przewagi której ze skadowych.
A oto jakimi cechami charakteryzuj si wykresy otrzymane z dowiadczenia.
Nie mona okreli, która z osi paszczyzny jest rzeczywista, a która urojona. Wynika to z nieidealnoci elementów obwodu tj. R' zawiera jak indukcyjno, take L ma swoj oporno itd. Nie mona okreli prawdziwych wartoci wektorów wartoci rzeczywistej i urojonej napicia.
Z powodu nieidealnoci elementów nie wystpuje te kt prosty midzy wektorami UR, a odpowiednio UC, UL, UCL oraz wektory nie s wpisane w okrg o rednicy napicia UZ, gdzie rednica oraz pooenie rodka okrgu zmienia si wraz ze zmian elementów o obwodzie.
I ostatecznie suma napi na C i L nie jest sum algebraiczn wartoci skutecznych napi na kadym elemencie osobno.
Najbardziej zblionymi do ideau s wykresy dla obwodu szeregowego R, C, co wynika z nieidealnoci tylko R'.
Dla obwodu szeregowego R, L wykresy s podobne mimo zmian parametrów R', L, co zapewne wynika z przyjcia staej wartoci rezystancji w obwodzie tzn. sumowanie R' i RW cewki. Na odejcie od ideau wskazuje wpyw indukcyjnoci w R' i pojemnoci w L.
Natomiast dla obwodu z R, L, C, zmiana parametrów powoduje ogromne rónice w wykresach, co zapewne spowodowane jest duym zrónicowaniem wypadkowych wartoci, szkodliwych dla poszczególnych elementów.
Dodatkowo, dla poparcia wniosków postaram si przedstawi wyniki z p. 3.1. tj. obwodu szeregowego R, L, przy R=800 , L=var, na paszczynie zespolonej z okreleniem osi rzeczywistej i urojonej. W tym przypadku uzgadniam nastpujce warunki: cewka posiada swoj rezystancj RW, za nie posiada indukcyjnoci szkodliwej, a rezystor R' uwaany jest jako idealny. Ponadto naley pamita, e w tabeli R jest sum rezystancji cewki RW i rezystancji rezystora R' oraz warto |UR| jest napiciem na rezystorze R'.
|
UR'| - napicie na rezystancji wewntrznej RW cewki L;
|UR'|= (|UR|/R')*RW
|UL'| - napicie na indukcyjnoci cewki L;
|UL'|= " |UL|2-|UR'|2
|UR+R'|=|UR+UR'|
|UZ'|= " |UR+R'|2+|UL'|2 - przewidywany wektor napicia na wszystkich elementach.
lp. |
L |
R' |
RW |
|UR| |
|UL| |
|UR'| |
|UL'] |
|UR+R'| |
|UZ'| |
|
[H] |
[] |
[] |
[V] |
[V] |
[V] |
[V] |
[V] |
[V] |
1. |
0,1 |
767 |
33 |
23,6 |
1,49 |
1,02 |
1,09 |
24,62 |
24,64 |
2. |
0,2 |
765 |
35 |
22,8 |
3,29 |
1,04 |
3,12 |
23,84 |
24,04 |
3. |
1 |
714 |
86 |
18,5 |
9,45 |
2,23 |
9,18 |
20,73 |
22,67 |
4. |
1,5 |
673 |
127 |
14,11 |
14,74 |
2,66 |
14,5 |
16,77 |
22,17 |
5. |
2 |
635 |
165 |
10,5 |
18,2 |
2,73 |
17,99 |
13,23 |
22,33 |
Z oblicze wynika, e przyjte warunki co do elementów R', L nie s prawdziwe. Gdyby byy prawdziwe, to napicie |UZ'| miao by sta warto 25V, a nie byo róne i mniejsze od tej wartoci . Wida wic, e istniej dodatkowe wartoci indukcyjnoci i pojemnoci w R' i pojemnoci w L. Uwzgldnienie bdów pomiarowych nie zmieni do znacznie wyników pomiarów, co wskazuje na poprawno wniosków.
Dziki powyszym obliczeniom potwierdzaj si wnioski wysnute przed dokonaniem tych oblicze.