PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI
Laboratorium Podstaw Elektrotechniki   Ćwiczenie nr 1 Temat: Zasada superpozycji i wzajemności w obwodach elektrycznych
Rok akademicki: II     Studia dzienne   Nr grupy: I a	Wykonawcy: 1.Dusza Marcin 2.Domżał Piotr 3.Dyczkowski Łukasz 4.Fabiański Jarosław 5.Janecki Radomir	Data
				Wykonania ćwiczenia	Oddania sprawozdania
				Ocena:
Uwagi:

 

1. Wiadomości teoretyczne.

(Zasada superpozycji, proporcjonalności i wzajemności, pojęcie transmitancji dla obwodów prądu stałego, rodzaje transmitancji, przedstawić cel przeprowadzanego ćwiczenia).

 

2. Przebieg ćwiczenia.

 

2.1. Zasada superpozycji.

 

2.1.1. Schemat połączeń.

 

E₀ = 9 V , ZR₄ (E = 6 V, R_w = 40 ) , I₅ = 100 mA,

R₀ = 100  , R₁ = 60  , R₂ = 20  , R₃ = R₄ = 40  , R_ = 10  , R₆ = 80 

  

2.1.2. Przebieg pomiarów.

Połączyć układ przedstawiony na schemacie. Dokonać pomiaru prądów płynących pod wpływem każdego wymuszenia (źródła) działającego oddzielnie (eliminując pozostałe wg odpowiednich reguł) oraz przedstawić ich sumę () i dokonać pomiaru prądów pochodzących od wszystkich wymuszeń (źródeł) działających jednocześnie.

 

2.1.3. Tabela wyników.

 

wymuszenie	z pomiarów
		I1	I2	I3	I6
		[mA]	[mA]	[mA]	[mA]
E0	65	65	32,4	31,5
ZR4	-28,6	-28,6	-63,5	33,8
I5	-55,4	47,8	24	23,1
	-19	84	-7,1	88,4
E0, ZR4, I5	-13,8	87	5,2	89,9

 

2.1.4. Obliczenia.

Poszczególne obliczenia analityczne powinny bazować na skorygowanych (dla odpowiednich wymuszeń) schematach pochodzących od schematu podstawowego (pkt. 2.1.1)

 

wymuszenie	z obliczeń analitycznych
		I1	I2	I3	I6
		[mA]	[mA]	[mA]	[mA]
E0	60	50	25	25
ZR4	-12	-12	-38	26
I5	-38	28	19	-9
	10	66	6	42
E0, ZR4, I5	10	66	6	42

2.2. Zasada proporcjonalności.

 

2.2.1. Schemat połączeń.

 

R₀ = 100  , R₁ = 60  , R₂ = 20  , R₃ = R₄ = 40  , R_ = 10  , R₆ = 80 

2.2.2. Przebieg pomiarów.

Połączyć układ pokazany na schemacie. Jako wymuszenie zastosować kolejno źródła napięciowe o różnej wartości napięcia źródłowego: E^' = 6 V, E^'' = 9 V, E^''' = 15 V, dokonując pomiaru napięcia U₅ oraz prądu I₆

 

2.2.3. Tabela wyników.

 

Wymuszenie	I6	U5
		[mA]	[V]
E^'	-27,4	2,27
E^''	-44,2	3,41
E^'''	-73,9	5,7

 

2.2.4. Obliczenia.

   

2.3. Zasada wzajemności.

 

2.3.1. Schemat połączeń.

 

a) b)

 

E = 9 V , I = 100 mA , R₀ = 100  , R₁ = 60  , R₂ = 20  , R₃ = R₄ = 40  , R_ = 10  , R₆ = 80 

2.3.2. Przebieg pomiarów.

Połączyć układy według schematów z punktu 2.3.1 a) i b). W miejsce zacisków „źródło”, jako wymuszenie, załączyć najpierw źródło napięciowe (E) a następnie prądowe (I), a w miejsce zacisków „miernik” kolejno dla każdego źródła włączyć najpierw woltomierz a następnie amperomierz zgodnie z tabelą 2.3.3.

  

2.3.3. Tabela wyników

E₃ = E₅ = 9 V , I₃ = I₅ = 100 mA

 

schemat	z pomiarów
		wymuszenie	odpowiedź
				I3	I5	U3	U5
				[mA]	[mA]	[V]	[V]
a	E5			-6,28	
b	E3				-3,29
a	E5	-53,2			
b	E3		-47,6		
a	I5	-33,8			
b	I3		-62,9		
a	I5			-5,11	
b	I3				-4,09

 

2.3.4. Obliczenia

Na podstawie uzyskanych wyników pomiarów obliczyć poszczególne transmitancje i określić, w których przypadkach ma słuszność zasada wzajemności.

 

schemat	z obliczeń
		transmitancje
a	b35	-0,697
b	b53	-0,365
a	y35	-0,0059
b	y53	-0,0053
a	a35	-0,338
b	a53	-0,629
a	z35	-51,1
b	z53	-40,9

 

3. Wnioski i uwagi końcowe.

 Zasada wzajemności zachodzi dla pary napięcie - prąd, tzn. jeżeli zamienimy położenie źródła napięcia z amperomierzem w układzie, to zmierzymy te same wartości prądu przy tym samym napięciu źródła, a jeżeli zamienimy miejscami źródło prądu z woltomierzem, podobnie zmierzymy to samo napięcie przy tym samym wydatku prądowym źródła.

Zasada wzajemności nie jest słuszna dla par źródło napięcia - napięcie oraz
źródło prądu - prąd.

Uzyskane wyniki w doświdczeniach potwierdzających zasady proporcjonalności oraz wzajemności potwierdzaja badane zasady. Przyczyną niewielkich błędów może być niedoskonałość, zużycie mierników i urządzeń. Co do zasady superpozycji powstałe błedy są spowodowane tym, że podczas pomiarów poszczególnych wymuszeń nie włączyliśmy do układu rezystancji R4. Problemem było również źródło ponieważ nie mogliśmy ustawić żądanego w poleceniu napięcia.

4. Parametry i dane zmianowe zastosowanych urządzeń i mierników.

 

---