1. CEL ĆWICZENIA.

Wykorzystanie oscyloskopu do pomiarów czasu i amplitudy prądu.

Wykorzystanie układów z triakiem i tyrystorem do regulacji mocy w układzie.

1. SCHEMAT UKŁADU POMIAROWEGO.

1. Układ A

1. Układ B

1. Układ C

1. TABELE POMIAROWE ORAZ OBLICZENIA.

• Czas jednego pełnego okresu: T = 20 ms

$$P_{i} = \frac{\Delta U^{2}}{4R_{1}} - \frac{\Delta U^{2}}{2R_{1} \bullet \pi}\left( \frac{\pi}{T} \bullet t_{i} - 0,25 \bullet \sin\left( \frac{4\pi}{T} \bullet t_{i} \right) \right)$$

gdzie:

ΔU - napięcie maksymalne mierzone na oscyloskopie czyli amplituda

t_i - czas włączenia

• kąt zapłonu (włączenia tyrystora lub triaka):

$$\alpha_{i} = \frac{2 t_{i}}{T} 180$$

• kąt przewodzenia:

β = 180 − α_i

1. Tabela dla układu A

L. p.	Czas włączenia	Kąt zapłonu	Kąt przewodzenia	Napięcie na obciążeniu	Amplituda	Prąd bramki	Moc na rezystorze
	ti, ms	αi,	β,	U1, V	ΔU,  mV	IB, mA	P,  mW
1.	10	180	0	12,8	835	12,70	3,04
2.	9,5	171	9	12,7	833	8,80	11,5
3.	9,0	162	18	13,0	832	4,90	20,02
4.	8,3	149,4	30,6	13,1	827	3,20	31,5
5.	7,7	138,6	41,4	12,8	818	2,58	40,7
6.	6,6	118,8	61,2	12,2	765	1,79	51,4

• Rezystancja podana w instrukcji: R = 1 Ω

1. Tabela dla układu B

L. p.	Czas włączenia	Kąt zapłonu	Kąt przewodzenia	Napięcie na obciążeniu	Amplituda	Prąd bramki	Moc na rezystorze
	ti, ms	αi,	β,	U1, V	ΔU,  mV	IB, mA	P,  mW
1.	9,0	162	18	12,3	405	12,95	9,5
2.	8,2	147,6	32,4	12,6	402	3,35	15,7
3.	7,4	133,2	46,8	12,4	395	2,00	21,3
4.	6,8	122,4	57,6	12,0	382	1,40	24,2
5.	5,8	104,4	75,6	10,9	355	0,85	27,1
6.	4,4	79,2	100,8	7,40	292	0,40	24,2

• Wartość rezystancji w tym układzie: R = 0, 5 Ω

1. Tabela dla układu C

L. p.	Czas włączenia	Kąt zapłonu	Kąt przewodzenia	Napięcie na obciążeniu	Amplituda	Prąd bramki	Moc na rezystorze
	ti, ms	αi,	β,	U1, V	ΔU,  mV	IB, mA	P,  mW
1.	9,0	162	18	22,2	514	25,2	15,3
2.	8,0	144	36	21,0	503	13	27,1
3.	7,2	129,6	50,4	20,5	493	10,23	35,6
4.	6,8	122,4	57,6	13	408	8,6	27,6
5.	5,8	104,4	75,6	11,5	360	6,85	27,9
6.	4,4	79,2	100,8	10,4	355	6,90	35,8

• Wartość rezystancji w tym układzie wynosi: R = 0, 5 Ω

W przypadku układu C dla trzech pierwszych pomiarów zmierzono również wartości kąta włączania dla ujemnej części sinusoidalnego przebiegu. Wartości tych kątów oraz resztę obliczeń zestawiono w tabeli poniżej:

L. p.	Czas włączenia	Kąt zapłonu	Kąt przewodzenia	Napięcie na obciążeniu	Amplituda	Prąd bramki	Moc na rezystorze
	ti, ms	αi,	β,	U1, V	ΔU,  mV	IB, mA	P,  mW
1.	8,6	154,8	25,2	22,2	514	25,2	20,5
2.	7,2	129,6	50,4	21,0	503	13	37,0
3.	6,0	108	72	20,5	493	10,23	50,0

Przykładowe obliczenia (dla pomiaru 3 z układu C):

• kąt włączenia:

$$\alpha_{i} = \frac{2 7,2}{20} 180 = 129,6$$

• kąt przewodzenia:

β = 180 − 129, 6 = 50, 4

• moc wydzielana na rezystorze:

$$P_{i} = \frac{\Delta U^{2}}{4R_{1}} - \frac{\Delta U^{2}}{2R_{1} \bullet \pi}\left( \frac{\pi}{T} \bullet t_{i} - 0,25 \bullet \sin\left( \frac{4\pi}{T} \bullet t_{i} \right) \right) = = \frac{\left( 0,493 \right)^{2}}{4 0,5} - \frac{\left( 0,493 \right)^{2}}{2 0,5 \pi}\left( \frac{\pi}{20} 7,2 - 0,25 sin\left( \frac{4\pi}{20} 7,2 \right) \right) = 35,6\ mW$$

1. CHARAKTERYSTYKI.

2. Wnioski.

Po przeprowadzeniu pomiarów oraz obliczeń można zaobserwować, że przebadano 2 układy zawierające tyrystor (układ A i B) oraz 1 układ zawierający triak (układ C). Można zauważyć, że dla układu A i B zależność między kątem zapłonu a mocą wydzielaną na rezystorze jest liniowa – moc spada wraz ze wzrostem wartości kąta zapłonu. Zależność mocy wydzielanej na rezystorze od płynącego prądu również można określić jako liniową. Dla układu C w obu przypadkach zależności można zaobserwować nieliniowość – moc spada lub rośnie wraz ze wzrostem wartości kąta zapłonu. Pomiary zostały wykonane poprawnie jednak zwiększenie ich liczby pozwoliłoby wyciągnąć dokładniejsze wnioski.