POLITECHNIKA KOSZALIŃSKA WYDZIAŁ ELEKTRONIKI I INFORMATYKI KATEDRA TELEKOMUNIKACJI

LABORATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI

Numer i nazwa ćwiczenia Prawo Ohma

Data wykonania:15.11.2013

Sprawdził:

1. Cel ćwiczenia:

1.1 Doświadczalne Sprawdzenie prawa Ohma. Pomiar mocy czynnej biernej i pozornej.

1. Etapy Ćwiczenia:

2.1 Postać prawa Ohma dla prądu stałego.

Prowadzący ćwiczenie podał następujące wartości:

L=0,65[H]
I = 33 [mA] = 0,033[A]

Na dekadzie indukcyjnej ustawiono wartość L=0,65 [H] wskazaną przez prowadzącego.

Obliczenia: opór(ohm), spadek napięcia(dekada U_R1), moce rozpraszane(dekada P_R1)

U_R1 = 7,09 [V]

R_R1 = $\frac{7,09\ \lbrack V\rbrack}{0,033\lbrack A\rbrack}$ = 214,8 Ω
P_R1 = U_R1 • I = 7,09 [V] • 0,033 [A] = 0,2339[W] = 233,9[mW]

Tabela wyników:

L	I1	UR1	RR1	PR1
H	mA	V		mW
0,65	33	7,09	214,8	233,9

2.2 Postać prawa Ohma dla prądu zmiennego.

Dane do zadania (podane przez prowadzącego):
f= 50 [Hz]
L=0,65[H]
I=105,4[mA]=0,105[A]

U_RL = 31,94 [V]

$${X_{L} = {\sqrt{Z_{RL1}}}^{2} - {R_{R}}^{2}\backslash n}{204,1 = {\sqrt{304,2}}^{2} - {R_{R}}^{2}\ /\ ^{2}\backslash n}{{204,1}^{2} = {304,2}^{2} - {R_{R}}^{2}\backslash n}{41657 = 92538 - {R_{R}}^{2}\backslash n}{{R_{R}}^{2} = 92538 - 41657\backslash n}{{R_{R}}^{2} = 50881\ /\ ^{2}\backslash n}{R_{R} = 225,6}$$

Obliczono impedancję dekady indukcyjnej:

Z_RL =$\ \frac{U_{\text{RL}}}{I}$ = $\frac{31,94\ \lbrack V\rbrack}{0,105\lbrack A\rbrack}$ = 304,2 Ω

Wyznaczono wartości reaktancji (oporu biernego):

X_L1 = ωL = 2πf • 0, 65[H] = 2 • 3, 14 • 50 • 0, 67 = 204, 1[Ω] ∖ nU_R = R_R • I₁ = 225, 6[Ω] • 0, 105[A] = 23, 69[V] ∖ nU_L = X_L • I₁ = 204, 1[Ω] • 0, 105[A] = 21, 43[V]

Wyznaczenie cosø:

a) na podstawie zmierzonych napięć

cosø =$\ \frac{U_{R}}{U_{\text{RL}1}}$ = $\frac{23,69\ \lbrack V\rbrack}{31,94\lbrack V\rbrack}$ = 0,741

b) na podstawie zmierzonej rezystancji i ustawionej indukcyjności

cosø =$\ \frac{R_{R}}{Z_{\text{RL}1}}$ = $\frac{225,6\ \lbrack\mathrm{\Omega}\rbrack}{304,2\lbrack\mathrm{\Omega}\rbrack}$ = 0,741

Wyznaczenia ø oraz sinø:

cosø =$\ \frac{R_{R}}{\lbrack Z\rbrack}$ = $\frac{225,6\ \lbrack\mathrm{\Omega}\rbrack}{304,2\lbrack\mathrm{\Omega}\rbrack}$ = 0,741

sinø =$\ \frac{X_{L}}{\lbrack Z\rbrack}$ = $\frac{204,1\ \lbrack\mathrm{\Omega}\rbrack}{304,2\lbrack\mathrm{\Omega}\rbrack}$ = 0,671

ø = arccos 0,741 ≈ 42°

Obliczenie mocy czynnej P:

P = U_RL1 • I₁ • cosø = 31,94 [V] • 0,105 [A] • 0,741 = 2,485[W] = 2485,1[mW]

Obliczenie mocy biernej Q:

Q = U_RL1 • I₁ • sinø = 31,94 [V] • 0,105 [A] • 0,671 = 2,250 [V Ar] = 2250 [mV Ar]

Obliczenie mocy pozornej S:

S = U_RL1 • I₁ = 31,94 [V] • 0,105 [A] = 3,354 [VA] = 3354 [mV A]

Tabela wyników:

L	I1	URL1	ZRL1	XL1	P	Q	S	cos	sin		RR
H	mA	V			mW	mVAr	mVA	-	-	°
0,65	105	31,94	304,2	204,1	2485	2250	3354	0,741	0,671	42	226

1. Wnioski:

- Dokonane obliczenia pozwalają nam zauważyć prawdziwość prawa Ohma

- Moc prądu stałego wzrasta wraz ze wzrostem napięcia i prądu.

- Dla prądu zmiennego spośród liczonych wartości mocy – czynnej, biernej, pozornej - największą wartość ma moc pozorna.