SPRAWOZDANIE

LABORATORIUM OBWODÓW I SYGNAŁÓW ELEKTRYCZNYCH
Grupa
Lp.
1.
2.
3.
4.
5.
Temat

1. Cel ćwiczenia : Sprawdzenie zasady równoważności dla dwójnika źródłowego korzystając z twierdzeń Thevenina i Nortona, oraz sprawdzenie warunku dopasowania odbiornika do źródła.

1. Pomiar parametrów dwójnika źródłowego

   1. Schemat ukłądu pomiarowego

Rys. Układ do pomiaru parametrów zewnętrznych badanego dwójnika (przełącznik P w położeniu 1 – pomiar U_o, przełącznik w położeniu 2 – pomiar I_z)

1. Wykaz przyrządów

Lp.	Oznaczenie przyrządu na schemacie	Nazwa przyrządu	Typ	Klasa dokładności	Wykorzysty -wane zakresy pomiarowe	Numer fabryczny	Uwagi ogólne
1	E1	Zasilacz	NDN	-	-	DF 1730SB	-
2	I5	Zasilacz	NDN	-	-	DF 1730SB	-
3	V	Multimetr	APPA 205	-	0-30V	APPA-205	-
4	A	Multimetr	APPA 205	-	400mA	APPA-205	-
5	Rob	Rezystor dekadowy	INCO PYSKO -WICE	-	-	DR6-16	Dotyczy pkt. 3
6	P	Przełącznik jedno- biegunowy	-	-	-	-	-
7	DŹ nr.....	Badany dwójnik	-	-	-	-	-

1. Tabela pomiarowa

W układzie pomiarowym przedstawionym na rys. wykonać pomiary napięcia U_o (przełącznik P w położeniu 1) i prądu I_z (przełącznik P w położeniu 2), dla dwóch wartości rezystancji R₃. Wyniki pomiarów zapisać w tabeli.

E1 = 12 [V]; I5 = 200 [mA]; R1 =22,7 [Ω]; R2 = 10,4 [Ω]; R3(1) =24.6 [Ω]; R3(2) =5,3 [Ω]; R4 =39,8 [Ω]; R5 =25,4 [Ω]
POMIARY
Lp.
1
2

Przykładowe obliczenia:

$$\mathbf{Rw =}\frac{\mathbf{U}\mathbf{0}}{\mathbf{\text{Iz}}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{- 1,44}}{\mathbf{- 68,9}}\mathbf{= 21,3}$$

$$\mathbf{Gw =}\frac{\mathbf{1}}{\mathbf{\text{Rw}}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{1}}{\mathbf{21,3}}\mathbf{= 4,69\ }\left\lbrack \mathbf{\text{mS}} \right\rbrack$$

1. Pomiar prądu płynącego przez odbiornik

W układzie pomiarowym przedstawionym na rys. dokonać pomiaru prądu w odbiorniku (R_ob) przy zmianie wartości rezystancji R_ob od zera do wartości maksymalnej (podanej przez prowadzącego). Pomiaru dokonać dla dwóch wartości rezystancji R₃.

1. Schemat układu pomiarowego

Układ do pomiaru prądu płynącego przez odbiornik (przełącznik P w położeniu 2) przy zmianie wartości rezystancji R_ob od zera do wartości maksymalnej.

1. Tabele pomiarowe

E1[V]=	11,9	I5[mA]=	5,7	R1[Ω]=	22,7	R2[Ω]=	10,4	Rw=	21,3
R(3)1[Ω]=	24,6	R4[Ω]=	39,8	R5[Ω]=	25,4	Iz[A]=	-0,685
Pomiary	Obliczenia
Lp.	Rob	I(1)	ηu	U(1)	Puż(1)
	Ω	mA	-	V	mW
1	0	21,9	0,00	0,47	0,00
2	1	21,3	0,04	0,47	0,45
3	4	19,0	0,16	0,48	1,44
4	6	17,7	0,22	0,48	1,88
5	10	15,5	0,32	0,49	2,40
6	14	13,9	0,40	0,49	2,70
7	20	11,9	0,48	0,49	2,83
8	22	11,4	0,51	0,49	2,86
9	22,5	11,3	0,51	0,49	2,87
10	23	11,2	0,52	0,50	2,89
11	26	10,5	0,55	0,50	2,87
12	30	9,7	0,58	0,50	2,82
13	60	6,2	0,74	0,50	2,31
14	90	4,5	0,81	0,50	1,82
15	120	3,6	0,85	0,51	1,56
16	170	2,6	0,89	0,50	1,15
17	220	2,1	0,91	0,51	0,97
18	1000	0,5	0,98	0,51	0,25

Tabela 1

Przykładowe obliczenia:

$$n_{u} = \frac{R_{\text{ob}}}{R_{w} + R_{\text{ob}}} = \frac{1}{21,3 + 1} = 0,04$$

b)Napięcie na zaciskach:

U₍₁₎ = I₍₁₎ * (R_ob + R_w)=21, 9 * 21, 3 = 0, 47 [V]

c)Moc użyteczna obwodu:

$$P_{uz(1)} = \frac{{U_{(1)}}^{2}*R_{\text{ob}}}{{(R_{w} + R_{\text{ob}})}^{2}} = \frac{{0,47}^{2}}{{(1 + 21,3)}^{2}} = 0,45\ \lbrack mW\rbrack$$

Wykresy:

E1[V]=	11,9	I5[mA]=	5,7	R1[Ω]=	22,7	R2[Ω]=	10,4	Rw=	22,7
R(3)2[Ω]=	5,3	R4[Ω]=	39,8	R5[Ω]=	25,4
Pomiary	Obliczenia
Lp.	Rob	I(1)	ηu	U(2)	Puż(2)
	Ω	mA	-	V	mW
1	0	-68,0	0,00	-1,54	0,00
2	1	-64,9	0,04	-1,54	4,21
3	4	-57,2	0,15	-1,53	13,09
4	6	-53,0	0,21	-1,52	16,85
5	10	-46,2	0,31	-1,51	21,34
6	14	-40,9	0,38	-1,50	23,42
7	20	-34,9	0,47	-1,49	24,36
8	22	-33,3	0,49	-1,49	24,40
9	22,5	-32,9	0,50	-1,49	24,35
10	23	-32,6	0,50	-1,49	24,44
11	26	-30,5	0,53	-1,49	24,19
12	30	-28,1	0,57	-1,48	23,69
13	60	-17,7	0,73	-1,46	18,80
14	90	-12,9	0,80	-1,45	14,98
15	120	-10,1	0,84	-1,44	12,24
16	170	-7,4	0,88	-1,43	9,31
17	220	-5,9	0,91	-1,43	7,66
18	1000	-1,3	0,98	-1,33	1,69

Tabela 2

Przykładowe obliczenia:

$$n_{u} = \frac{R_{\text{ob}}}{R_{w} + R_{\text{ob}}} = \frac{1}{22,7 + 1} = 0,04$$

b)Napięcie na zaciskach:

U₍₂₎ = I₍₁₎ * (R_ob + R_w)= − 68 * 23, 7 = −1, 54[V]

c)Moc użyteczna obwodu:

$$P_{uz(1)} = \frac{{U_{(2)}}^{2}*R_{\text{ob}}}{{(R_{w} + R_{\text{ob}})}^{2}} = \frac{{( - 1,54)}^{2}}{({1 + 22,73)}^{2}} = 4,21\ \lbrack mW\rbrack$$

Wykresy:

1. Pomiar prądu płynącego w odbiorniku dla dwójnika równoważnego o schemacie napięciowym (dwójnik Thevenina).

W układzie pomiarowym przedstawionym na rys. 4.1 dokonać pomiaru prądu w odbiorniku (R_ob) przy zmianie wartości rezystancji R_ob od zera do wartości maksymalnej. Pomiaru dokonać dla dwóch dwójników równoważnych (odpowiadających wartościom rezystancji R₃).

1. Schemat układu pomiarowego:

Rys. 4.1 Układ do pomiaru prądu w odbiorniku (przełącznik P w położeniu 2) przy zmianie wartości rezystancji R_ob od zera do wartości maksymalnej.

1. Tabele pomiarowe

U01=	0,5	Rw(1)=	22
Pomiary	Obliczenia
Lp.	Rob	I	ηu	U	Puż	Pc	Pw
	Ω	mA	-	V	mW	mW	mW
1	0	20,9	0,00	0,46	0,00	11,36	11,36
2	1	20,0	0,04	0,46	0,47	10,87	10,40
3	4	18,1	0,15	0,47	1,48	9,62	8,14
4	6	16,8	0,21	0,47	1,91	8,93	7,02
5	10	15,0	0,31	0,48	2,44	7,81	5,37
6	14	13,6	0,39	0,49	2,70	6,94	4,24
7	20	11,9	0,48	0,50	2,83	5,95	3,12
8	22	11,4	0,50	0,50	2,84	5,68	2,84
9	22,5	11,3	0,51	0,50	2,84	5,62	2,78
10	23	11,1	0,51	0,50	2,84	5,56	2,72
11	26	10,5	0,54	0,50	2,82	5,21	2,39
12	30	9,8	0,58	0,51	2,77	4,81	2,03
13	60	6,5	0,73	0,53	2,23	3,05	0,82
14	90	4,8	0,80	0,54	1,79	2,23	0,44
15	120	3,8	0,85	0,54	1,49	1,76	0,27
16	170	2,9	0,89	0,56	1,15	1,30	0,15
17	220	2,3	0,91	0,56	0,94	1,03	0,09
18	1000	0,5	0,98	0,51	0,24	0,24	0,01

Tabela 3

Przykładowe obliczenia:

a)Napięcie na zaciskach:

U₍₁₎ = I₍₁₎ * (R_ob + R_w)=20 * 23 = 0, 46[V]

b)Moc użyteczna obwodu:

$$P_{uz(1)} = \frac{{U_{(1)}}^{2}*R_{\text{ob}}}{{(R_{w} + R_{\text{ob}})}^{2}} = \frac{{(0,46)}^{2}*1}{({1 + 22)}^{2}} = 0,47\ \lbrack mW\rbrack$$

c) Moc wydzielana na rezystancji wewnętrznej

$$P_{w} = \frac{{U_{(1)}}^{2}*R_{w}}{{(R_{w} + R_{\text{ob}})}^{2}} = \frac{{(0,46)}^{2}*22}{({1 + 22)}^{2}} = 10,40\ \lbrack mW\rbrack$$

d)Moc całkowita

P_c(1) = P_uz(1) + P_w(1) = 0, 47 + 10, 4 = 10, 87 [mW]

$$n_{u} = \frac{R_{\text{ob}}}{R_{w} + R_{\text{ob}}} = \frac{1}{22 + 1} = 0,04$$

Wykresy:

U02[V]=	1,5	Rw(2)[Ω]=	21
Pomiary	Obliczenia
Lp.	Rob	I(2)	ηu	U(2)	Puż(2)	P c	pw
	Ω	mA	-	V	mW	mw	mw
1	0	-63,5	0,00	-1,33	0,00	107,14	107,14
2	1	-61,4	0,05	-1,35	4,65	102,27	97,62
3	4	-54,1	0,16	-1,35	14,40	90,00	75,60
4	6	-51,1	0,22	-1,38	18,52	83,33	64,81
5	10	-44,9	0,32	-1,39	23,41	72,58	49,17
6	14	-39,8	0,40	-1,39	25,71	64,29	38,57
7	20	-34,1	0,49	-1,40	26,77	54,88	28,11
8	22	-32,7	0,51	-1,41	26,77	52,33	25,55
9	22,5	-32,0	0,52	-1,39	26,75	51,72	24,97
10	23	-31,7	0,52	-1,39	26,73	51,14	24,41
11	26	-30,3	0,55	-1,42	26,48	47,87	21,39
12	30	-28,1	0,59	-1,43	25,95	44,12	18,17
13	60	-18,0	0,74	-1,46	20,58	27,78	7,20
14	90	-13,3	0,81	-1,48	16,44	20,27	3,83
15	120	-10,7	0,85	-1,51	13,58	15,96	2,38
16	170	-7,8	0,89	-1,49	10,48	11,78	1,30
17	220	-6,2	0,91	-1,49	8,52	9,34	0,81
18	1000	-1,5	0,98	-1,53	2,16	2,20	0,05

Przykładowe obliczenia:

a)Napięcie na zaciskach:

U₍₁₎ = I₍₁₎ * (R_ob + R_w)= − 63, 5 * 22 = −1, 33[V]

b)Moc użyteczna obwodu:

$$P_{uz(1)} = \frac{{U_{(2)}}^{2}*R_{\text{ob}}}{{(R_{w} + R_{\text{ob}})}^{2}} = \frac{{( - 1,35)}^{2}*1}{({1 + 21)}^{2}} = 4,65\ \lbrack mW\rbrack$$

c) Moc wydzielana na rezystancji wewnętrznej

$$P_{w} = \frac{{U_{(2)}}^{2}*R_{w}}{{(R_{w} + R_{\text{ob}})}^{2}} = \frac{{( - 1,35)}^{2}*21}{({1 + 21)}^{2}} = 97,62\ \lbrack mW\rbrack$$

d)Moc całkowita

P_c(1) = P_uz(1) + P_w(1) = 4, 65 + 97, 62 = 102, 27 [mW]

$$n_{u} = \frac{R_{\text{ob}}}{R_{w} + R_{\text{ob}}} = \frac{1}{21 + 1} = 0,05$$

Wykresy: