POLITECHNIKA LUBELSKA | Laboratorium teorii obwodów i pola elektromagnetycznego |
Ćwiczenie nr 4 | |
Imię i nazwisko: Katarzyna Sułek Dawid Figura Robert Stępniak Paweł Jędruszko |
Semestr: III |
Temat ćwiczenia: Obwody nieliniowe prądu stałego. |
Data wykonania: 08.12.2012 |
Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest wykonanie pomiarów dla szeregowego i równoległego połączenia dwóch elementów nieliniowych, zaobserwowanie zjawisk występujących przy tych połączeniach oraz wyrysowanie charakterystyk napięcia w funkcji prądu (U=f(I))
Wykaz elementów potrzebnych do wykonania ćwiczenia:
- woltomierze magnetoelektryczne,
- amperomierze magnetoelektryczne,
- autotransformator,
- układ Graetza,
- żarówki (elementy nieliniowe).
Wyznaczanie charakterystyki elementów nieliniowych:
Schemat pomiarowy:
Tabela pomiarowa:
Lp. | Element 1 (żarówka 40W) | Element 2 (żarówka 60W) | Połączenie szeregowe 1+2 | Połączenie równoległe 1+2 |
---|---|---|---|---|
U | I | U | I | |
V | A | V | A | |
1 | 20 | 1,42 | 20 | 2,05 |
2 | 18 | 1,37 | 18 | 1,95 |
3 | 16 | 1,27 | 16 | 1,83 |
4 | 14 | 1,20 | 14 | 1,70 |
5 | 12 | 1,10 | 12 | 1,55 |
6 | 10 | 1 | 10 | 1,42 |
7 | 8 | 0,9 | 8 | 1,27 |
8 | 6 | 0,8 | 6 | 1,1 |
9 | 4 | 0,68 | 4 | 0,9 |
Pomiar charakterystyki połączenia dwóch elementów nieliniowych.
Schemat pomiarowy:
Tabela pomiarowa:
Lp | U | I | U1 | U2 |
---|---|---|---|---|
V | A | V | V | |
1 | 24 | 1,28 | 16 | 8 |
2 | 22 | 1,2 | 14,6 | 7,5 |
3 | 20 | 1,15 | 13,2 | 6,7 |
4 | 18 | 1,1 | 12 | 6 |
5 | 16 | 1,05 | 10,6 | 5,75 |
6 | 14 | 0,97 | 9,2 | 4,75 |
7 | 12 | 0,9 | 8 | 4 |
8 | 10 | 0,85 | 6,6 | 3,4 |
9 | 8 | 0,75 | 5,4 | 2,7 |
10 | 6 | 0,67 | 4 | 2 |
Metoda | I | U1 | U2 |
A | V | V | |
a. | 1,1 | 12 | 6 |
b. | 1,1 | 12 | 6 |
c. | 1,1 | 12 | 6 |
Pomiar charakterystyki połączenia równoległego dwóch elementów nieliniowych.
Schemat pomiarowy:
Tabela pomiarowa:
Lp | U | I | I1 (40W) | I2 (60W) |
---|---|---|---|---|
V | A | A | A | |
1 | 20 | 3,4 | 1,42 | 2 |
2 | 18 | 3,2 | 1,34 | 1,9 |
3 | 16 | 3 | 1,26 | 1,75 |
4 | 14 | 2,8 | 1,18 | 1,65 |
5 | 12 | 2,6 | 1,1 | 1,5 |
6 | 10 | 2,4 | 1 | 1,4 |
7 | 8 | 2,1 | 0,9 | 1,2 |
8 | 6 | 1,8 | 0,78 | 1,05 |
Metoda | U | I1 | I2 |
V | A | A | |
a. | 8 | 0,9 | 1,2 |
b. | 8 | 0,9 | 1,2 |
c. | 8 | 0,9 | 1,2 |
Wyznaczenie rezystancji statycznej i dynamicznej:
Rezystancja statyczna
- elementu pierwszego:
mu=2, mi=0,2
Rs=(AA` *mu)/(OA` *mi)
Rs=6/1,1=5,45Ω
-elementu drugiego
Rs=12/1,1=10,9Ω
Rezystancja dynamiczna
-elementu pierwszego
Rd=(mu*AB`)/(mi*BB`)
Rd=(2*2,2)/(0,1*2,3)=9,57Ω
-elementy drugiego
Rd=(2*0,7)/(0,2*3)=2,33Ω
Wnioski:
W ćwiczeniu badane były dwa elementy nieliniowe, oraz ich połączenia szeregowe i równoległe. Elementami nieliniowymi były dwie żarówki o różnych mocach (40W i 60W) i takich samych napięciach znamionowych. Przy połączeniu szeregowym następuje wzrost napięcia natomiast przy połączeniu równoległym – wzrost prądu Jak wynika z pomiarów elementy te mają charakter nieliniowy , ponieważ w miarę wzrostu napięcia prąd zaczynał wzrastać coraz wolniej, co świadczy o tym, że wzrastała rezystancja tych elementów. Analiza obwodów nieliniowych została przeprowadzona 3 metodami i wszystkie potwierdziły teorię – wartości prądów i napięć zgadzają się ze sobą niezależnie od użytej metody pomiarowej.