PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI
Laboratorium Podstaw Elektrotechniki   Ćwiczenie nr 3 Temat: Źródło rzeczywiste. Dopasowanie odbiornika do źródła na maksymalną moc
Rok akademicki: 2004/2005 Studia dzienne/zaoczne Dzienne  Nr grupy: Ib	Wykonawcy: 1. Paweł Kołodziejczyk 2. Tomasz Wojtczak 3.Marcin Kłokowski 4.Krzysztof Korpalski 5.Rafał Karwacki 6.	Data
				Wykonania ćwiczenia	Oddania sprawozdania
				04-10-2004	11-10-2004
				Ocena:
Uwagi:

1. Wiadomości teoretyczne.

(Źródło rzeczywiste i jego parametry, moc źródła i moc użytkowa obwodu, sprawność energetyczna układu oraz cel przeprowadzenia ćwiczenia).

  

2.1. Wyznaczanie charakterystyki zewnętrznej U=f(I) źródła rzeczywistego. Wyznaczenie charakterystyki
P_u/P_{u max}, U oraz I w funkcji parametru a dla źródła rzeczywistego.

  

2.1.1 Schemat połączeń:

R_z = (0 Ⴘ 200) 

2.1.2. Przebieg pomiarów.

Zestawić układ wg schematu przedstawionego w punkcie 2.1.1. i dokonać pomiarów napięcia i prądu, zmieniając wartość rezystancji obciążenia R_z. Uwzględnić punkt pomiarowy U₀/2. Wyniki pomiarów zamieścić w tabeli 2.1.3.

2.1.3. Tabela wyników pomiarów.

 

Lp	U	I
		[V]	[A]
1	6,2	0,046
2	5,4	0,107
3	4,2	0,19
4	3,6	0,241
5	3,5	0,249
6	3,4	0,259
7	2,4	0,32
8	1,6	0,38

  

Stan jałowy	U0=6,99[V]
Stan zwarcia	IZ=0,48[A]

2.1.4. Zestawienie wyników.

Na podstawie wyników pomiarów sporządzić wykres charakterystyki zewnętrznej źródła U = f(I) oraz wyznaczyć rezystancję R_w.

Na podstawie wyników pomiarów obliczyć rezystancję obciążenia R_z, parametr a, moc użytkową P_u, moc użytkową maksymalną P_{u max} oraz P_u/ P_{u max}, a wyniki zamieścić w tabeli poniżej.

 

Lp	z obliczeń
		Rz	a	Pu=UI	Pu max	Pu/Pumax
-		 / 	[W]	[W]	[W/W]
1	134,78	8,25	0,28	0,83	0,33
2	50,46	5,45	0,57			0,68
3	22,10	1,51	0,79			0,95
4	14,94	1,02	0,86			1,03
5	14,05	0,96	0,87			1,04
6	13,12	0,90	0,88			1,05
7	7,50	0,52	0,76			0,91
8	4,21	0,29	0,60			0,72

2.2. Wyznaczenie charakterystyk U, I, P_u/P_max w funkcji parametru a dla schematu zastępczego prądowego źródła rzeczywistego.

  

2.2.1. Schemat połączeń.

R_z = (0 Ⴘ 200) 

2.2.2. Przebieg pomiarów.

Zestawić układ według schematu przedstawionego w punkcie 2.2.1. Dokonać pomiaru napięcia i prądu przy różnych wartościach rezystancji obciążenia R_z, przyjmując w celu łatwiejszego porównania wartości napięć takie jak w punkcie 2.1.3. Pomiary zestawić w tabeli punkt 2.2.3.

2.2.3. Tabela wyników pomiarów.

Lp	z pomiarów
		U	I
-	[V]	[A]
1	5,17	0,051
2	4,83	0,079
3	4,35	0,119
4	3,6	0,178
5	3,5	0,194
6	3,4	0,196
7	2,0	0,235
8	1,6	0,347

 

2.2.4. Zestawienie wyników.

Na podstawie wyników pomiarów obliczyć rezystancję obciążenia R_z, parametr a, moc użytkową P_u, moc użytkową maksymalną P_{u max} oraz P_u/ P_{u max}, a wyniki zamieścić w tabeli pkt. 2.2.4.

 

Lp	z obliczeń
	Rz	a	Pu=UI	Pu max	Pu/Pumax	
-		 / 	[W]	[W]	[W/W]	%
1	101,37	6,96	0,263	0,83	0,31	0,12
2	61,11	4,19	0,382			0,46	0,19
3	36,55	2,51	0,518			0,62	0,28
4	20,22	1,39	0,640			0,77	0,41
5	18,04	1,24	0,679			0,82	0,45
6	17,34	1,19	0,666			0,80	0,46
7	8,51	0,58	0,47			0,56	0,63
8	4,61	0,31	0,555			0,66	0,71

2.3. Wyznaczenie charakterystyk U, I, P_u/P_umax w funkcji parametru a dla schematu zastępczego napięciowego źródła rzeczywistego.

 

2.3.1. Schemat połączeń.

R_z = (0 Ⴘ 200) 

2.3.2. Przebieg pomiarów.

Zestawić układ według schematu przedstawionego w punkcie 2.3.1. Dokonać pomiaru napięcia i prądu przy różnych wartościach rezystancji obciążenia R_z, przyjmując w celu łatwiejszego porównania wartości napięć takie jak w punkcie 2.1.3. Pomiary zestawić w tabeli punkt 2.2.3.

2.3.3. Tabela wyników pomiarów.

Lp	z pomiarów
		U	I
-	[V]	[A]
1	5,97	0,073
2	5,06	0,142
3	4,50	0,185
4	3,93	0,227
5	3,4	0,291
6	2,8	0,324
7	2,25	0,357
8	1,00	0,460

2.3.4. Zestawienie wyników.

Na podstawie wyników pomiarów obliczyć rezystancję obciążenia R_z, parametr a, moc użytkową P_u, moc użytkową maksymalną P_{u max} oraz P_u/ P_{u max}, a wyniki zamieścić w tabeli pkt. 2.3.4.

Lp	z obliczeń
	Rz	a	Pu=UI	Pu max	Pu/Pumax	
-		 / 	[W]	[W]	[W/W]	%
1	81,78	5,61	0,435	0,83	0,52	0,85
2	35,63	2,44	0,718			0,86	0,71
3	24,32	1,67	0,832			0,96	0,62
4	17,31	1,18	0,892			1,07	0,54
5	11,68	0,80	0,984			1,18	0,44
6	8,64	0,59	0,907			1,09	0,37
7	6,31	0,43	0,803			0,97	0,30
8	2,17	0,15	0,460			0,55	0,13

3. Obliczenia.

a) Sporządzić zestawienie charakterystyk P_u/ P_{u max}, U, I w funkcji parametru a.

2. Wyprowadzić wyrażenia na maksimum mocy użytkowej w oparciu o schemat zastępczy źródła prądowego oraz napięciowego a następnie obliczyć jej wartość.

c) Wyprowadzić wyrażenie na sprawność energetyczną układu, obliczyć tę sprawność, a następnie narysować charakterystykę sprawności  w funkcji parametru a dla schematu ze źródłem napięciowym i prądowym.

d) Narysować wykres zależności mocy użytkowej i sprawności rzeczywistego źródła napięcia w funkcji stosunku prądu obciążenia do prądu zwarcia (na podstawie pomiarów).

4. Wykresy

5. Uwagi końcowe i wnioski.

 

 

6. Parametry i dane znamionowe zastosowanych urządzeń i mierników.

Poprawione

Lp	z obliczeń
		Rz	a	Pu=UI	Pu max	Pu/Pumax
-		 / 	[W]	[W]	[W/W]
1	134,78	8,25	0,28	0,88	0,32
2	50,46	5,45	0,57			0,64
3	22,10	1,51	0,79			0,90
4	14,94	1,02	0,86			0,98
5	14,05	0,96	0,87			0,99
6	13,12	0,90	0,88			1,00
7	7,50	0,52	0,76			0,86
8	4,21	0,29	0,60			0,68

2.1.4. źródło rzeczywiste

2.2.4. prądowe źródło rzeczywiste

Lp	z obliczeń
	Rz	a	Pu=UI	Pu max	Pu/Pumax	
-		 / 	[W]	[W]	[W/W]	%
1	101,37	6,96	0,263	0,679	0,39	0,12
2	61,11	4,19	0,382			0,56	0,19
3	36,55	2,51	0,518			0,76	0,28
4	20,22	1,39	0,640			0,94	0,41
5	18,04	1,24	0,679			1,00	0,45
6	17,34	1,19	0,666			0,98	0,46
7	8,51	0,58	0,47			0,69	0,63
8	4,61	0,31	0,555			0,81	0,71

2.3.4. napięciowe źródło rzeczywiste

Lp	z obliczeń
	Rz	a	Pu=UI	Pu max	Pu/Pumax	
-		 / 	[W]	[W]	[W/W]	%
1	81,78	5,61	0,435	0,984	0,44	0,85
2	35,63	2,44	0,718			0,73	0,71
3	24,32	1,67	0,832			0,84	0,62
4	17,31	1,18	0,892			0,90	0,54
5	11,68	0,80	0,984			1,00	0,44
6	8,64	0,59	0,907			0,92	0,37
7	6,31	0,43	0,803			0,81	0,30
8	2,17	0,15	0,460			0,46	0,13

1

---