Napięcie [V]	Częstotliwość [Hz]	Prąd [mA]	Moc odczytana [W]	cosφ
60	50	270	5	0,3

Cześć Praktyczna:

Obliczenia:

Rezystancja:

Cosφ=

R = X_l * Cosφ

R = 0,3 X_l

Z=

Z=

222=

R=213.5 Ω

Reaktancja:

X_l =

X_l =

X_l =60,8 Ω

Moc:

P=

P=

P=4,86

Trójkąt Impedancji:

Wykres Wskazowy:

I_L=

I_L=
=0,99 [A]

I_R=

I_R=
=0,28 [A]

Pomiar rezystancji mostkiem Wheastone'a:

R1	R2	R3	R4
6450 Ω	1180 Ω	20000 Ω	600000 Ω

Rezystancje wewnętrzne amperomierza i woltomierza w układzie poprawnie mierzonego napięcia:

	I [mA]	U [V]	Błąd	Rezystancja obliczona [Ω]
Amperomierz	100	6	0,004	0,4
Woltomierz	100	6	-------	10000

R=

R=
=60 Ω

Rezystancje wewnętrzne amperomierza i woltomierza w układzie poprawnie mierzonego prądu:

	I [mA]	U [V]	Błąd	Rezystancja obliczona [Ω]
Amperomierz	100	6	0,004	0,23
Woltomierz	100	6	-------	10000

R=

R=
=60 Ω

Z powyższych obliczeń wynika że powinniśmy zmierzy rezystancję w układzie poprawnie mierzonego prądu.

Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii

Edukacja Techniczno - Informatyczna

Elektrotechnika

Laboratorium

Temat: Pomiar podstawowych wielkości fizycznych

ETI 32

Grupa 1

Adrian Gardawski

Mariusz Fuchs

Jakub Miechowski

Michał Spytkowski

Tomasz Złoty

I Część teoretyczna:

Napięcie - oznaczane jako „U” jest wielkością występującą pomiędzy dwoma punktami 1 i 2 obwodu elektrycznego lub pola elektrycznego, równa stosunkowi energii A₁₂, potrzebnej do przeniesienia ładunku q z punktu 1 do punktu 2, do wartości tego ładunku (u₁₂ =
) Pomiar:

napięcie - [U] wyrażane w woltach [V] Woltomierz - podłączenie równolegle

Napięcie skuteczne - to potoczne określenie wartości skutecznej napięcia.

W praktyce napięcie skuteczne, czyli skuteczna wartość napięcia zmiennego, jest to taka wartość napięcia stałego, która po przyłożeniu do danego oporu, spowoduje wydzielanie się na nim energii odpowiadającej średniej mocy tego napięcia zmiennego.

Dla napięcia sinusoidalnego o wartości maksymalnej równej U₀ napięcie skuteczne U_sk wynosi:

Dla napięcia trójkątengo o wartości maksymalnej równej U₀ napięcie skuteczne U_sk wynosi:

Dla napięcia prostokątnego o wartości maksymalnej równej U0 i wypełnieniu n, napięcie skuteczne U_sk wynosi:

Napięcie skuteczne

Natężenie - natężenie prądu elektrycznego nazywamy stosunek elementarnego ładunku elektrycznego dq przenoszonego przez cząstki naładowane , w ciągu pewnego czasu elementarnego dt, przez dany przekrój poprzeczny środowiska. Natężenie prądu elektrycznego opisuje więc zależność i=
.

Pomiar:

natężenie [I] wyrażane w amperach [A] Amperomierz - podłączenie szeregowo

Bocznik - specjalny opornik pozwalający na pomiar dużych wartości prądu. Stosowany do pomiarów prądu stałego i zmiennego (w zależności od stosowanego miernika).

Bocznik może być wewnętrzny lub zewnętrzny. Wewnętrzny jest zabudowany w mierniku, stosowany do pomiaru małych prądów rzędu kilku, kilkunastu amperów. Bocznik zewnętrzny wykorzystywany jest do pomiaru prądu od kilkunastu amperów (15 A) do kilku tysięcy amperów.

Podstawowe dane znamionowe bocznika to:

prąd znamionowy (15, ... 100, ... 2000, ... A)

znamionowy spadek napięcia (najczęściej 60 mV, rzadko 30, 45, 100 mV)

klasa dokładności (od 0,02 do 1; najczęściej 0,5)

Bocznik posiada cztery zaciski: dwa (zewnętrzne) do podłączenia toru prądowego, oraz dwa (wewnętrzne) do mierzenia spadku napięcia. Z bocznikiem współpracuje miliwoltomierz magnetoelektryczny wyskalowany w amperach i podłączony do zacisków (wewnętrznych) mierzących spadek napięcia(ΔU) na boczniku.

Rezystancja - jest miarą oporu, z jakim element przeciwstawia się przepływowi prądu elektrycznego.

Zwyczajowo rezystancję oznacza się symbolem (wielka litera R).

Jednostką rezystancji w układzie SI jest om (1 Ω).

Odwrotność rezystancji to konduktancja, której jednostką jest simens.

Prawo Ohma - mówi, że natężenie prądu stałego I jest proporcjonalne do całkowitej siły elektromotorycznej w obwodzie zamkniętym lub do różnicy potencjałów (napięcia elektrycznego) między końcami części obwodu nie zawierającej źródeł siły elektromotorycznej.

Impedancja - (moduł impedancji) - opór całkowity (ozn. Z) to wielkość opisującą elementy w obwodach prądu przemiennego. Impedancja jest rozszerzeniem pojęcia rezystancja z obwodów elektrycznych prądu stałego, umożliwia rozszerzenie prawa Ohma na obwody prądu przemiennego.

Impedancja Z elementu obwodu prądu przemiennego jest definiowana jako

gdzie: Vr - to napięcie, a Ir-natężenie prądu przemiennego.

Jest wypadkową oporu czynnego (R) i biernego (X).

Moc czynna - P (W) zwana również mocą znamionową, tylko w urządzeniach lub układach prądu przemiennego w układach prądu przemiennego również prądu zmiennego, jest częścią energii elektrycznej powodującej wydzielenie energii cieplnej w odbiorniku na rezystancji R lub energii mechanicznej wytwarzanej w silniku elektrycznym. W układach prądu stałego cała moc tracona lub przetwarzana jest mocą czynną.

Inaczej mówiąc jest to moc, którą układ pobiera ze źródła i zamienia na pracę.

Przesunięcie fazowe - jest to różnica pomiędzy dwiema wartościami fazy fali (lub przebiegu czasowego). Z uwagi na fakt, że faza fali zazwyczaj podawana jest w radianach lub w stopniach kątowych również i przesunięcie fazowe wyrażone jest w tych samych jednostkach. W niektórych przypadkach przesunięcie fazowe może być wyrażone również w jednostkach czasu.

Przyrządy pomiarowe

Podstawowe typy przyrządów pomiarowych:

1. przyrządy analogowe

2. przyrządy cyfrowe

3. oscyloskop

Przyrządy analogowe można podzielić na:

1. magnetoelektryczne - odchylenie wskazówki następuje w wyniku współdziałania pola magnetycznego magnesu trwałego i ruchomej cewki, przez którą płynie prąd. Magnes stały jest elementem nieruchomym, natomiast ruchome są cewka i sprzężona z nią wskazówka. Miernik magnetoelektryczny jest typowym miernikiem prądu stałego reagującym na kierunek przepływającego prądu. Przy zastosowaniu go do pomiaru prądu zmiennego ze swojej istoty mierniki magnetoelektryczne służą się do pomiaru wartości średniej. Można wykorzystywać miernik magnetoelektryczny do pomiaru wartości skutecznej, ale miernik musi być wyposażony w prostownik i znany musi być współczynnik kształtu mierzonego przebiegu zmiennego. Mierniki magnetoelektryczne są bardzo często spotykane w uniwersalnych miernikach analogowych. Ten ustrój pomiarowy może być stosowany w woltomierzach i amperomierzach.

2. elektromagnetyczne - odchylenie wskazówki następuje w wyniku oddziaływania pola magnetycznego wytwarzanego przez nieruchomą cewkę na ruchomy rdzeń ferromagnetyczny, do którego przymocowana jest wskazówka. Mierniki elektromagnetyczne mogą służyć do pomiaru prądu stałego i wartości skutecznej prądu zmiennego. Ten ustrój pomiarowy jest stosowany w woltomierzach i amperomierzach.

3. elektrodynamiczne - odchylenie wskazówki następuje w wyniku oddziaływania elektrodynamicznego dwóch cewek, przez które płyną prądy. Do jednej z cewek przymocowana jest wskazówka. Mierniki elektrodynamiczne mogą służyć do pomiaru prądu stałego oraz wartości skutecznej prądu zmiennego. Ustrój elektrodynamiczny jest stosowany do konstrukcji amperomierzy, woltomierzy i watomierzy.

Przyrządy cyfrowe są najczęściej spotykanymi urządzeniami, tj. woltomierze, amperomierze, omomierze i częstościomierze. W mierniku cyfrowym można wydzielić dwa podstawowe elementy: układ przygotowania sygnału do pomiaru i przetwornik analogowo - cyfrowy przetwarzający sygnał elektryczny na wartość liczbową, która następnie jest wyświetlana.

Oscyloskop to urządzenie pozwalające przedstawić na ekranie obraz analizowanego przebiegu. Sygnałem wejściowym oscyloskopu jest napięcie. Oscyloskop umożliwia pomiar wartości ( dla przebiegów stałych ) lub amplitudy ( dla przebiegów zmiennych ) napięcia oraz okresu napięć zmiennych. Jako przyrząd pomiarowy charakteryzuje się małą dokładnością.

---