AGH
|
Imię i nazwisko: |
Rok szkolny |
Wydział: EAIiE |
|
Kierunek Elektrotechnika |
Temat ćwiczenia: Obwód prądu stałego |
Rok studiów drugi |
Semestr zimowy |
|
Data wykonania ćwiczenia:
|
Data zaliczenia sprawozdania:
|
Nr ćwiczenia: 1 |
I. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest badanie zależności istniejących w obwodach prądu stałego.
II. Przebieg ćwiczenia
1.Prawa Kirchhoffa :
Prądowe prawo :
W każdym węźle to jest punkcie połączenia suma prądów dopływających jest w każdej chwili równa zero :
Napięciowe prawo:
W każdym obwodzie zamkniętym utworzonym przez połączenie elementów skupionych suma napięć na elementach tworzących obwód jest w każdej chwili równa zero:
2. Zasada superpozycji:
W tym punkcie sprawdziliśmy słuszność zasady superpozycji prądów i napięć. Dokonaliśmy tego wypinając z obwodu zasilanego dwoma źródłami kolejno jedno z nich i mierząc dla każdego przypadku rozkład napięć i prądów.
Schemat układu pomiarowego wykorzystywanego w punkcie 1 i 2 :
R1= R2= R3= 200 [Ω] R4= 60 [Ω] E1= E2= 5 [V]
Tabela wyników:
|
I1 [mA] |
I2 [mA] |
I3 [mA] |
Σ Ii [mA] |
U1 [V] |
U2 [V] |
U34 [V] |
U1 +U34 - E1 [V] |
U2 +U34 - E2 [V] |
E1=5[V] E2=5[V] |
6,87 |
7,11 |
-14,16 |
- 0,18 |
1,374 |
1,422 |
3,681
|
0,055 |
0,055 |
E1=0[V] E2=5[V] |
- 9,1 |
15,76 |
7,04 |
-0,38 |
-1,82 |
3,15 |
1,83 |
0,01 |
- 0,02 |
E1=5[V] E2=0[V] |
15,78 |
- 8,85 |
6,87 |
0,06 |
3,156 |
-1,77 |
1,786 |
-0,058 |
0,016 |
2 + 3 |
6,68 |
6,91 |
13,91 |
0,32 |
1,336 |
1,382 |
3,616 |
- 0.048 |
- 0,002 |
1 - 4 |
0,19 |
0,2 |
0,25 |
0,5 |
0,038 |
0,04 |
0,065 |
- 4,897 |
- 4,895 |
3. Twierdzenie o wzajemności (oczkowe) :
Sprawdzenie polega na przepinaniu źródła zasilania do gałęzi gdzie uprzednio był mierzony prąd, a przyrządu do pomiaru prądu (amperomierza) do gałęzi w której uprzednio znajdowało się źródło.
Schematy układów:
I2 = 9,07 [mA] I1=9,07 [mA]
4. Sprawdzenie twierdzenia Thevenina :
Schemat układu pomiarowego:
Tabela wyników:
R [Ω] |
I [mA] |
U [V] |
P [mW] |
10000 |
0,23 |
2,5 |
0,57 |
9000 |
0,27 |
2,49 |
0,67 |
8000 |
0,3 |
2,49 |
0,75 |
7000 |
0,35 |
2,48 |
0,87 |
6000 |
0,4 |
2,45 |
0,98 |
5000 |
0,47 |
2,42 |
1,14 |
4000 |
0,58 |
2,39 |
1,39 |
3000 |
0,75 |
2,33 |
1,75 |
2000 |
1,1 |
2,24 |
2,46 |
1000 |
1,8 |
2 |
3,60 |
900 |
2,13 |
1,93 |
4,11 |
800 |
2,34 |
1,87 |
4,38 |
700 |
2,57 |
1,8 |
4,62 |
600 |
2,84 |
1,7 |
4,83 |
500 |
3,19 |
1,6 |
5,10 |
EAB = 2,5 [V] Rw =300 [Ω]
Pomiary w obwodzie zastępczym:
R [Ω] |
I [mA] |
U [V] |
P [mW] |
10000 |
0,24 |
2,43 |
0,58 |
9000 |
0,27 |
2,42 |
0,65 |
8000 |
0,30 |
2,41 |
0,72 |
7000 |
0,34 |
2,40 |
0,82 |
6000 |
0,40 |
2,38 |
0,95 |
5000 |
0,47 |
2,36 |
1,11 |
4000 |
0,58 |
2,35 |
1,36 |
3000 |
0,76 |
2,27 |
1,73 |
2000 |
1,09 |
2,17 |
2,36 |
1000 |
1,92 |
1,92 |
3,69 |
900 |
2,08 |
1,88 |
3,91 |
800 |
2,27 |
1,82 |
4,13 |
700 |
2,5 |
1,75 |
4,37 |
600 |
2,78 |
1,67 |
4,64 |
500 |
3,13 |
1,56 |
4,88 |
III. Wykresy:
1) Zależność P = f (R0) :
2) Zależność UAB = f (R0) :
3) Zależność I0 = f (R0) :
4) Zależność UAB = f (I0) :
IV. Wnioski:
Wszystkie sprawdzane w ćwiczeniu prawa dotyczące obwodów elektrycznych prądu stałego zostały udowodnione i potwierdzone wynikami pomiarów. Niewielkie odchyłki są spowodowane niedokładnością przyrządów.
Wykresy wykonane na podstawie punktu 4) potwierdzają zależności zawarte w twierdzeniu Thevenina, wykonane zostały one na podstawie wyników pomiarów obwodu zastępczego, zbudowanego według zasad tego twierdzenia.
R1
R2
R3
R4
E1
E2
A1
A2
A4
V4
R1
R2
R3
R4
A
B
B
A
R4
R3
R2
R1
E1
E1
A
A
+
+
R1
R3
R2
R obc
V
A
I2
I1
A
V
R obc
RW
E1
E1
A
B
E
A
B