Paulina Gierus 212328 24.04.2014

Wojciech Bojszczak 215004

Czwartek, 13.15

Ćwiczenie nr 5: Źródła napięciowe, prądowe (chemiczne, elektroniczne), pomiary parametrów.

Cel ćwiczenia:

Zapoznanie się ze źródłami sygnałów stałoprądowych stosowanych w elektronice, jak również z podstawowymi właściwościami tych źródeł i sposobami pomiaru ich parametrów.

Przyrządy:

• Amperomierz METEX M-4640

  • dla zakresu 20 mA ±(0,3% rdg +10 dgt)

  • dla zakresu 200 mA ±(0,5% rdg +3dgt)

  • dla zakresu 20 A ±(0,8% rdg +5dgt)

• Woltomierz cyfrowy DM 4500 ±(0,03% rdg +4dgt)

• Makieta PD-2 –zasilacz prądu stałego(15V/0,5A)

• Makieta PD-4 –obciążenie regulowane

• Makieta PD-5 –żródło sygnałów stałych

• Transformator(230V/15V)- zintegrowany zasilaczem prądu

Schemat połączeń:

Tabela 1.- zestawienie wyniku pomiarów źródeł stałoprądowych

	R	∞	30	15	7.5	3.0	1.5	0.75	0.3	150	75
			kΩ	kΩ	kΩ	kΩ	kΩ	kΩ	kΩ	Ω	Ω
Zasilacz A	U [V]	14,880	14,880	14,870	14,859	14,828	14,775	14,675	14,881	14,731	14,585
	∆U [V]	0,009	0,009	0,009	0,009	0,009	0,009	0,009	0,009	0,009	0,009
	I [mA]	0,00	0,516	0,968	2,028	5,085	10,15	19,75	50,25	101,51	200
	∆I [mA]	0,01	0,012	0,013	0,017	0,026	0,04	0,07	0,26	0,52	1
Zasilacz E	U [V]	14,879	14,151	13,5680	12,375	9,863	7,3720	4,932	2,467	1,3380	0,7050
	∆U [V]	0,009	0,009	0,0081	0,008	0,007	0,0063	0,006	0,005	0,0045	0,0043
	δU [%]	0,06	0,06	0,06	0,06	0,07	0,09	0,12	0,20	0,34	0,61
	I [mA]	0	0,4910	0,882	1,6880	3,3820	5,06	6,696	8,34	9,098	9,517
	∆I [mA]	0,01	0,0045	0,006	0,0081	0,0013	0,02	0,024	0,03	0,031	0,032
	δI [%]	-	0,92	0,068	0,48	0,04	0,40	0,36	0,36	0,34	0,34
	10^-3P0 [W]	0,00	6,95	11,97	20,89	33,36	37,30	33,02	20,58	12,17	6,71
	10^-3∆P0 [W]	0,15	0,07	0,09	0,12	0,16	0,17	0,15	0,11	0,08	0,06
	δP0	-	0,97	0,68	0,54	0,46	0,44	0,46	0,53	0,66	0,93
Bateria A	U [V]	6,227	6,224	6,222	6,216	6,200	6,174	6,123	6,147	6,084	5,950
	∆U [V]	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006
	I [mA]	0,00	0,215	0,404	0,847	2,125	4,239	8,314	20,76	40,50	80,13
	∆I [mA]	0,01	0,011	0,012	0,013	0,017	0,023	0,035	0,11	0,21	0,41
Bateria B	U [V]	6,221	6,217	6,213	6,204	6,176	6,130	6,041	5,794	5,715	5,293
	∆U [V]	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006
	I [mA]	0,00	0,215	0,405	0,848	2,125	4,224	8,233	19,58	38,84	71,37
	∆I [mA]	0,01	0,011	0,012	0,012	0,017	0,023	0,035	0,07	0,20	0,36
Bateria C	U [V]	6,217	6,211	6,205	6,191	6,149	6,080	5,949	5,588	5,335	4,684
	∆U [V]	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006
	I [mA]	0,00	0,215	0,404	0,839	2,116	4,190	8,112	18,96	36,26	63,09
	∆I [mA]	0,01	0,011	0,012	0,012	0,017	0,023	0,035	0,07	0,19	0,32
Bateria D	U [V]	7,930	5,736	5,703	5,662	5,602	5,545	5,468	5,298	5,362	5,220
	∆U [V]	0,007	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006
	I [mA]	0,00	0,198	0,371	0,774	1,928	3,822	7,462	17,971	36,45	70,37
	∆I [mA]	0,01	0,011	0,012	0,013	0,016	0,022	0,033	0,064	0,19	0,36

Gdzie:

U-napięcie prądu

∆U- błąd bezwzględny napięcia prądu

δU- błąd względny napięcia prądu

I-natężenie prądu

∆I- błąd bezwzględny natężenia prądu

δI- błąd względny natężenia prądu

P₀-moc elektryczna

∆ P₀- błąd bezwzględny wydzielonej mocy

δP₀- błąd względny mocy

Źródło	E [V]	Rw [kΩ]
Bateria „A”	6,227	-
Bateria „B”	6,221	-
Bateria „C”	6,187*	0,024
Bateria „D”	7,93	-
Zasilacz „A”	14,88	-
Zasilacz „E”	14,887**	1,489

Wartość SEM dla baterii „C” zmierzona jest równa 6,217, różnica między tymi wartościami zawiera się w niepewności pomiaru.

**wartość SEM zmierzona=14,879 V

Wnioski:

Każde rzeczywiste źródło sygnału stałoprądowego charakteryzuje się określoną rezystancją wewnętrzną i siłą elektromotoryczną.

Wartość oporu wewnętrznego, gdy charakterystyka prądowo-napięciowa badanego źródła ma postać funkcji liniowej, można określić wyznaczając równanie tej prostej. Wówczas wyraz wolny (b) dla prostej linii trendu stanowi wartość SEM. Siła powodująca przepływ prądu w obwodzie elektrycznym to dla każdego badanego źródła najwyższa wartość napięcia przyjmowana, gdy natężenie prądu równe jest 0. Porównując obie te wielkości można stwierdzić, ze pomiary zostały wykonane prawidłowo, ponieważ dla zasilacza E i baterii C różnica między wartościami mieści się w granicy niepewności pomiarowych.

Rezystancje wewnętrzne badanych baterii i zasilaczy z liniowymi charakterystykami są równe współczynnikom kierunkowym prostych [obliczone za pomocą funkcji REGLINP w programie Excel]. Opór wewnętrzny dla pozostałych obiektów należy wyznaczyć w inny sposób, który nie został opisany w instrukcji do danego ćwiczenia. Możliwe, ze trzeba podzielić charakterystykę na fragmenty, zawierające pojedyncze funkcje liniowe, wówczas opór wewnętrzny różniłby się w zależności od zadanej rezystancji.