Elektronika laboratorium 5 Źródła napięciowe, prądowe (chemiczne, elektroniczne), pomiary parametrów

DATA: 12.04.2011

LABORATORIUM Z ELEKTRONIKI I ELEKTROTECHNIKI

BARTOSZ SIEMIANOWSKI 185187

GRUPA NR 4

TEMAT: ŹRÓDŁA NAPIĘCIOWE, PRĄDOWE (CHEMICZNE, ELEKTRONICZNE), POMIARY PARAMETRÓW

CEL ĆWICZENIA: ZAPOZNANIE ZE ŹRÓDŁAMI SYGNAŁÓW STAŁOPRĄDOWYCH STOSOWANYCH W ELEKTRONICE ORAZ Z PODSTAWOWYMI WŁASCIWOŚCIAMI TYCH ŹRÓDEŁ

  1. Schemat układu pomiarowego

  R ∞ 30 15 7,5 3 1,5 0,75 0,3 0,15 75 Uwagi
[Ω] [kΩ] [kΩ] [kΩ] [kΩ] [kΩ] [kΩ] [kΩ] [kΩ] [Ω]
Zasilacz A U [V] 14,950 14,949 14,948 14,947 14,942 14,935 14,92 14,876 12,613 9,261 Amperomierz: zakres - 200mA Woltomierz: zakres - 20V
I [mA] 0,00 0,50 1,03 2,00 5,13 10,04 19,73 50,16 86,29 124,79
Zasilacz E U [V] 14,947 14,227 13,551 12,442 9,858 7,437 4,968 2,467 1,336 0,708
I [mA] 0,00 0,48 0,93 1,67 3,39 4,99 6,63 8,28 9,03 9,44
Bateria A U [V] 5,722 5,697 5,675 5,640 5,566 5,488 5,360 5,031 3,550 3,898
I [mA] 0,00 0,19 0,39 0,75 1,91 3,68 7,15 16,88 31,00 52,01
Bateria B U [V] 5,642 5,638 5,627 5,603 5,535 5,446 5,292 4,894 4,344 3,560
I [mA] 0,00 0,19 0,39 0,75 1,90 3,66 7,07 16,42 29,35 47,55
Bateria C U [V] 5,652 5,636 5,617 5,583 5,491 5,371 5,158 4,634 3,988 3,154
I [mA] 0,00 0,19 0,38 0,75 1,88 3,61 6,89 15,54 27,00 42,04
Bateria D U [V] 5,383 5,145 5,103 5,053 4,955 4,857 4,715 4,386 3,954 3,336
I [mA] 0,00 0,17 0,35 0,68 1,70 3,26 6,30 14,71 26,71 44,50

  1. Tabela wyników pomiaru napięcia i natężenia źródeł stałoprądowych w zależności od oporu

  2. Obliczenia błędów względnych i bezwzględnych powyższych pomiarów

    Aby obliczyć błąd bezwzględny skorzystamy ze wzoru na niepewność przyrządu cyfrowego

Gdzie
δp – błąd multiplikatywny
Δz – błąd addytywny

W celu obliczenia błędu względnego skorzystamy ze wzoru:

Wyniki powyższych obliczeń przedstawiam w dwóch poniższych tabelach

  1. Tabela wyników obliczeń błędów bezwzględnych napięcia i natężenia w doświadczeniu

  2. Tabela wyników obliczeń błędów względnych napięcia i natężenia w doświadczeniu

  R ∞ 30 15 7,5 3 1,5 0,75 0,3 0,15 75
[Ω] [kΩ] [kΩ] [kΩ] [kΩ] [kΩ] [kΩ] [kΩ] [kΩ] [Ω]
Zasilacz A ΔU [V] 0,010 0,010 0,010 0,010 0,010 0,010 0,010 0,010 0,009 0,008
ΔI [mA] 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,04 0,04 0,06 0,07 0,09
Zasilacz E ΔU [V] 0,010 0,010 0,010 0,009 0,008 0,007 0,005 0,004 0,004 0,003
ΔI [mA] 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03
Bateria A ΔU [V] 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,005 0,005
ΔI [mA] 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,04 0,05 0,06
Bateria B ΔU [V] 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,005 0,005 0,005
ΔI [mA] 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,04 0,04 0,05
Bateria C ΔU [V] 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,005 0,005 0,005
ΔI [mA] 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,04 0,04 0,05
Bateria D ΔU [V] 0,006 0,006 0,006 0,006 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005
ΔI [mA] 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,04 0,04 0,05
  R ∞ 30 15 7,5 3 1,5 0,75 0,3 0,15 75
[Ω] [kΩ] [kΩ] [kΩ] [kΩ] [kΩ] [kΩ] [kΩ] [kΩ] [Ω]
Zasilacz A δU [V] 0,067 0,070 0,070 0,070 0,070 0,070 0,070 0,070 0,074 0,082
δI [mA] ∞ 6,05 2,96 1,55 0,63 0,35 0,20 0,11 0,08 0,07
Zasilacz E δU [V] 0,070 0,071 0,072 0,074 0,080 0,090 0,110 0,172 0,275 0,474
δI [mA] ∞ 6,30 3,28 1,85 0,93 0,65 0,50 0,41 0,38 0,37
Bateria A δU [V] 0,102 0,103 0,103 0,103 0,104 0,105 0,106 0,110 0,135 0,127
δI [mA] ∞ 15,84 7,74 4,05 1,62 0,87 0,47 0,23 0,15 0,11
Bateria B δU [V] 0,103 0,103 0,103 0,104 0,104 0,105 0,107 0,111 0,119 0,134
δI [mA] ∞ 15,84 7,74 4,05 1,63 0,87 0,47 0,23 0,15 0,11
Bateria C δU [V] 0,103 0,103 0,103 0,104 0,105 0,106 0,108 0,115 0,125 0,145
δI [mA] ∞ 15,84 7,94 4,05 1,65 0,88 0,49 0,24 0,16 0,12
Bateria D δU [V] 0,106 0,108 0,109 0,109 0,111 0,112 0,114 0,118 0,126 0,140
δI [mA] ∞ 17,70 8,62 4,46 1,81 0,97 0,53 0,25 0,16 0,12

  1. Wykresy charakterystyk prądowo-napięciowych badanych źródeł

  2. Wyznaczanie wartości SEM i oporności wewnętrznych badanych źródeł na podstawie ich charakterystyk prądowo-napięciowych

Wartość SEM stanowi punkt przecięcia wykresu danej charakterystyki z osią OX. Ponieważ każda z tych charakterystyk jest funkcją liniową, możemy wyznaczyć równanie tej prostej, a następnie obliczyć punkt jej przecięcia się z osią OX.

Zasilacz A:

Zasilacz E:

Bateria A:

Bateria B:

Bateria C:

Bateria D:

Natomiast w celu wyznaczenia oporności wewnętrznych tych źródeł, należy wybrać dwa punkty należące do wykresu charakterystyki danego źródła i skorzystać ze wzoru:

Zasilacz A:

Zasilacz E:

Bateria A:

Bateria B:

Bateria C:

Bateria D:

Ostatnim krokiem jest wyliczenie niepewności bezwzględnej i względnej oporności wewnętrznej badanych źródeł. W tym celu skorzystamy z różniczki zupełnej.

Zasilacz A

Zasilacz E

Bateria A

Bateria B

Bateria C

Bateria D

  1. Spis aparatury
    Amperomierz

METEX M-4650CR (Z1101/IVh-333)

Woltomierz

METEX M-4650CR (Z1101/IVh-336)


  1. Wnioski
    Powyższe ćwiczenie wykazało, że charakterystyki napięciowo-prądowe sześciu badanych źródeł są liniowe. Zarówno zasilacz A, jak i E, mają wartość SEM równą około 15V, baterie A, B, C około 5,6V, natomiast ostatnia z badanych baterii niewiele ponad 5V. Oporność wewnętrzna zasilacza A jest nie duża, bo wynosi 1,49Ω, natomiast zasilacz E ma oporność wewnętrzną bardzo dużą, równą 1505,01Ω. Rezystancja wewnętrzna baterii A, B i C wynoszą odpowiednio 63,59Ω, 53,55Ω i 77,84Ω, jedynie bateria D ma znacznie większą oporność, wynoszącą 161,35Ω. Warto zauważyć, że niepewność rezystancji rośnie, wraz ze wzrostem jej wartości, jednak błąd względny maleje. Dlatego też im większa wartość oporności, tym błąd obliczeń jest stosunkowo mniejszy. Na wykresach charakterystyk napięciowo-prądowych, niektóre pomiary odbiegają od prostej, co może mieć związek z różnymi niedoskonałościami sprzętu, nagrzaniem się aparatury lub niedokładnością mierników.


Wyszukiwarka