1) Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z bezpośrednimi metodami pomiaru prądów i napięć w obwodach prądu stałego. Ćwiczenie umożliwia przeanalizowanie wpływu włączenia przyrządu pomiarowego do obwodu, poznanie typowych woltomierzy i amperomierzy magnetoelektrycznych oraz typowego miernika cyfrowego.

2) Opis wykonywania ćwiczenia

Ćwiczenie wykonaliśmy dla trzech różnych obciążeń oraz dla dwóch źródeł napięcia o różnym kształcie sygnału wyjściowego. Stosowaliśmy woltomierz magnetoelektryczny i multimetr analogowy z przetwornikiem elektronicznym.

3) Spis przyrządów użytych w ćwiczeniu

woltomierz magnetoelektryczny nr F2 IVh-122 kl.0,5 U_N=15V

woltomierz elektroniczny V-640 nr F2-IVh-995 kl.1,5 U_N=1,5;5;15V

4) Schemat ideowy

5)Wyniki pomiarów oraz przykładowe obliczenia

U_a- napięcie jednopołówkowo proste

U_b- napięcie jednopołówkowo proste z filtrem

V₁- woltomierz analogowy

V₂- woltomierz elektroniczny

Tabele dla dwóch woltomierzy połączonych jednocześnie

Woltomierze	Pomiar napięcia jednopołówkowo prostego dla R2
		Uv	ΔUv	δUv	Uv ± ΔUv
		V	V	%	V
V1	2,04	0,02	1	2,04±0,02
V2	2,01	0,08	4	2,01±0,08

Woltomierze	Pomiar napięcia jednopołówkowo prostego dla R3
		Uv	ΔUv	δUv	Uv ± ΔUv
		V	V	%	V
V1	0,51	0,01	2	0,51±0,01
V2	0,50	0,08	15	0,50±0,08

Woltomierze	Pomiar napięcia jednopołówkowo prostego dla R4
		Uv	ΔUv	δUv	Uv ± ΔUv
		V	V	%	V
V1	6,25	0,04	0,6	6,25±0,04
V2	6,22	0,2	2,4	6,22±0,2

Tabele dla dwóch woltomierzy połączonych jednocześnie

Woltomierze	Pomiar napięcia jednopołówkowo prostego z filtrem dla R2
		Uv	ΔUv	δUv	Uv ± ΔUv
		V	V	%	V
V1	4,75	0,04	1	4,75±0,04
V2	4,70	0,08	1,6	4,70±0,08

Woltomierze	Pomiar napięcia jednopołówkowo prostego z filtrem dla R3
		Uv	ΔUv	δUv	Uv ± ΔUv
		V	V	%	V
V1	0,96	0,01	1	0,96±0,01
V2	0,94	0,08	8	0,94±0,08

Woltomierze	Pomiar napięcia jednopołówkowo prostego z filtrem dla R4
		Uv	ΔUv	δUv	Uv ± ΔUv
		V	V	%	V
V1	12,20	0,08	0,6	12,20±0,08
V2	11,48	0,2	2	11,48±0,2

Tabele dla woltomierza analogowego

Woltomierze	Pomiar napięcia jednopołówkowo prostego dla R2
		Uv	ΔUv	δUv	Uv ± ΔUv
		V	V	%	V
V1	2,024	0,02	1	2,024±0,02

Woltomierze	Pomiar napięcia jednopołówkowo prostego dla R3
		Uv	ΔUv	δUv	Uv ± ΔUv
		V	V	%	V
V1	0,51	0,01	1,5	0,51±0,01

Woltomierze	Pomiar napięcia jednopołówkowo prostego dla R4
		Uv	ΔUv	δUv	Uv ± ΔUv
		V	V	%	V
V1	6,20	0,04	0,6	6,20±0,04

Woltomierze	Pomiar napięcia jednopołówkowo prostego z filtrem dla R2
		Uv	ΔUv	δUv	Uv ± ΔUv
		V	V	%	V
V1	4,75	0,4	1	4,75±0,4

Woltomierze	Pomiar napięcia jednopołówkowo prostego z filtrem dla R3
		Uv	ΔUv	δUv	Uv ± ΔUv
		V	V	%	V
V1	1,64	0,02	1	1,64±0,02

Woltomierze	Pomiar napięcia jednopołówkowo prostego z filtrem dla R4
		Uv	ΔUv	δUv	Uv ± ΔUv
		V	V	%	V
V1	12,20	0,08	0,6	12,20±0,08

Tabele pomiarowa dla woltomierz elektronicznego

Woltomierze	Pomiar napięcia jednopołówkowego prostego dla R2
		Uv	ΔUv	δUv	Uv ± ΔUv
		V	V	%	V
V2	3,00	0,08	2,5	3,00±0,08

Woltomierze	Pomiar napięcia jednopołówkowo prostego dla R3
		Uv	ΔUv	δUv	Uv ± ΔUv
		V	V	%	V
V2	3,05	0,08	2,5	3,05±0,08

Woltomierze	Pomiar napięcia jednopołówkowo prostego dla R4
		Uv	ΔUv	δUv	Uv ± ΔUv
		V	V	%	V
V2	6,20	0,2	2,4	6,20±0,2

Woltomierze	Pomiar napięcia jednopołówkowo prostego z filtrem dla R2
		Uv	ΔUv	δUv	Uv ± ΔUv
		V	V	%	V
V1	5,60	0,2	1	5,60±0,2

Woltomierze	Pomiar napięcia jednopołówkowo prostego z filtrem dla R3
		Uv	ΔUv	δUv	Uv ± ΔUv
		V	V	%	V
V2	5,75	0,2	2,6	5,75±0,2

Woltomierze	Pomiar napięcia jednopołówkowo prostego z filtrem dla R4
		Uv	ΔUv	δUv	Uv ± ΔUv
		V	V	%	V
V2	11,50	0,2	2	11,50±0,2

Obliczenia:

Przykładowe obliczenia dla woltomierza o rezystancji wewnętrznej 4 kၗ.

C_v=U_n/a_max=15V/75dz = 0,2V/dz

U_v=C_va_v= 0,2თ61=12,20V

၄U_v=klთU_n/100=0,5თ15/100 = ± 0,075 V ၀ 0,08 V

ၤU_v=၄U_vთ100/U_v= 0,656 % ≅1%

Przykładowe obliczenia dla woltomierza o rezystancji wewnętrznej 100 Mၗ.

C_v=U_n/a_max=15V / 15dz = 1V/dz

U_v=C_va_v= 1თ11,5=11,5V

၄U_v=klთU_n/100=1,5თ15/100 = ± 0,225 V

ၤU_v=၄U_vთ100/U_v= 1,95 %

Błąd metody

dla R4=229,5Ω,

woltomierz elektromagnetyczny

woltomierz elektroniczny

6) Wnioski

Celem tego ćwiczenia było poznanie typowych błędów w pomiarach napięć stałych oraz wyznaczenie napięcia U_x. Pomiarów dokonaliśmy dysponując dwoma różnymi woltomierzami o różnej rezystancji. Zauważyliśmy że przy zmianie źródła napięcia( o różnym kształcie) następowała zmiana wskazań woltomierzy, wynikało to z użycia przez nas woltomierzy do pomiaru napięcia stałego ( następowało uśrednianie przez ustrój miernika wartości mierzonej). Przy załączeniu jednego i drugiego miernika osobno stwierdziliśmy inne wartości niż przy połączeniu dwóch mierników jednocześnie. Na dokładność wskazań woltomierzy miał wpływ prąd płynący w obwodzie, im większa wartość prądu, tym większe błędy wskazań. Na wartość mierzonego napięcia miała wpływ wielkość rezystancji wewnętrznej danego źródła napięcia. Stwierdziliśmy, że mniejszy błąd pomiaru posiadał woltomierz analogowy (większa klasa dokładności).Jeśli chodzi o błąd metody to dokładniejszy jest woltomierz elektroniczny (duża rezystancja wewnętrzna).

5

---