TEMAT: ŹRÓDŁA NAPIĘĆ	OCENA:

I. WSTĘP.

Zapewnienie najkorzystniejszych energetycznych warunków współpracy źródła napięcia z odbiornikiem energii elektrycznej wymaga dostosowania parametrów elektrycznych rzeczywistego źródła do parametrów odbiornika.

Rzeczywiste źródło napięcia stałego obciążone rezystancją.

Rzeczywiste źródło napięcia stałego można scharakteryzować podając jego siłę elektromotoryczną E oraz rezystancję wewnętrzną R_w . Parametry te wyznaczają tzw. charakterystykę zewnętrzną źródła.

Charakterystyka ta jest w układzie współrzędnych (I , U) jest linią prostą przechodzącą przez punkty (E/R_w , 0) i (0 , E). Wartość E/R_w jest prądem płynącym przy zwarciu zacisków rzeczywistego źródła napięcia (obciążenie R=0). Natomiast E mierzymy na rozwartych zaciskach napięcia (R=∞),czyli stanie jałowym.

II. POMIARY

II.1Wyznaczenie parametrów rzeczywistego źródła napięcia stałego.

Schemat układu pomiarowego do badania źródła napięcia przemiennego.

Tabela pomiarów i obliczeń charakterystyki źródła napięcia stałego.

Lp	Pomiary			Obliczenia
	UR [ V ]	U [ V ]	I [ A ]	R [ Ω ]	P [ W ]	Rw [ Ω ]	η
1	0,11	1,10	9,65	0,11	10,62	1,19	0,09
2	1,04	1,80	9,00	0,20	16,20	1,20	0,14
3	2,32	3,10	7,96	0,39	24,68	1,19	0,25
4	3,37	4,00	7,13	0,56	28,52	1,21	0,32
5	4,13	4,80	6,48	0,74	31,10	1,20	0,38
6	4,84	5,40	5,95	0,91	32,13	1,21	0,43
7	5,40	6,00	5,47	1,10	32,82	1,21	0,48
8	5,88	6,50	5,09	1,28	33,09	1,20	0,52
9	6,34	6,90	4,73	1,46	32,64	1,21	0,55
10	6,71	7,20	4,44	1,62	31,97	1,22	0,57
11	7,04	7,50	4,19	1,79	31,43	1,22	0,60
12	7,34	7,80	3,96	1,97	30,89	1,21	0,62
13	7,61	8,00	3,74	2,14	29,92	1,23	0,63
14	7,85	8,30	3,55	2,34	29,47	1,21	0,66
15	8,05	8,50	3,39	2,51	28,82	1,21	0,67
16	8,25	8,60	3,23	2,66	27,78	1,24	0,68
17	8,44	8,80	3,09	2,85	27,19	1,23	0,70
18	8,60	9,00	2,96	3,04	26,64	1,22	0,71

Napięcie stanu jałowego U_O = 12,6V

Prąd zwarcia I_Z = 9,0A

Wzory obliczeniowe:

-opór odbiornika

-opór wewnętrzny źródła:

-moc:

-sprawność układu:

II.2 Pomiary źródła napięcia zmiennego.

Schemat układu pomiarowego do badania źródła napięcia przemiennego.

Wzory obliczeniowe:

-impedancja:

-napięcie względne:

-względne natężenie prądu:

-moc względna:

-impedancja względna:

Tabele pomiarów i obliczeń charakterystyk źródła i napięcia przemiennego.

a) obciążenie RC

Lp	Pomiary			Obliczenia
	U [ V ]	I [ A ]	P [ W ]	Z [ Ω ]	u	i	p	n
1	27,9	0,043	0,85	648,84	0,89	0,51	0,32	1,73
2	22,3	0,067	1,10	332,84	0,71	0,80	0,42	0,89
3	17,2	0,078	1,00	220,51	0,55	0,93	0,38	0,59
4	13,7	0,082	0,85	167,07	0,43	0,98	0,32	0,45
5	11,2	0,084	0,75	133,33	0,36	1,00	0,28	0,36
6	9,5	0,085	0,65	111,76	0,30	1,01	0,25	0,30
7	8,2	0,086	0,55	95,35	0,26	1,02	0,21	0,25
8	7,2	0,086	0,50	83,72	0,23	1,02	0,19	0,22
9	0,3	0,084	0,10	3,57	0,01	1,00	0,04	0,01

Napięcie stanu jałowego :U_o = E = 31,5 [V]

Prąd zwarcia :I_z = 0,084[A] Z_w= E / I_z = 375Ω

b) obciążenie C

Wskazanie amperomierza osiągnęło maximum dla I = 145 [mA] przy pojemności kondensatora równej C = 14,5 μF.

c) obciążenie R

Lp	Pomiary			Obliczenia
	U [ V ]	I [ A ]	P [ W ]	Z [ Ω ]	u	i	p	n
1	0,3	0,085	0,10	3,53	0,01	1,04	0,04	0,01
2	2	0,080	0,25	25,00	0,06	0,98	0,10	0,07
3	3,9	0,076	0,35	51,32	0,12	0,93	0,14	0,13
4	5,5	0,072	0,50	76,39	0,18	0,88	0,19	0,20
5	7	0,068	0,55	102,94	0,22	0,83	0,21	0,27
6	8,3	0,064	0,65	129,69	0,27	0,78	0,25	0,34
7	9,5	0,061	0,70	155,74	0,30	0,74	0,27	0,41
8	10,7	0,058	0,70	184,48	0,34	0,71	0,27	0,48
9	11,9	0,055	0,75	216,36	0,38	0,67	0,29	0,57
10	12,8	0,053	0,75	241,51	0,41	0,65	0,29	0,63
11	13,7	0,050	0,80	274,00	0,44	0,61	0,31	0,72
12	14,5	0,048	0,75	302,08	0,46	0,59	0,29	0,79
13	15,1	0,047	0,75	321,28	0,48	0,57	0,29	0,84
14	15,7	0,045	0,75	348,89	0,50	0,55	0,29	0,91
15	16,3	0,043	0,75	379,07	0,52	0,52	0,29	0,99
16	16,9	0,042	0,75	402,38	0,54	0,51	0,29	1,05

Napięcie stanu jałowego U_o=E= 31,3[V]

Prąd zwarcia I_o = 0,082 [A] Z_w=382 Ω

Charakterystyki źródła prądu przemiennego są przedstawione na wykresach.

III. WNIOSKI.

W wyniku pomiarów otrzymaliśmy parametry charakteryzujące źródło napięcia stałego oraz źródło napięcia przemiennego , którym był dwójnik aktywny . Parametry charakteryzujące źródło napięcia stałego wyznaczają tzw. charakterystykę zewnętrzną źródła, przedstawioną na rysunku. Z wykresu charakterystyk źródła napięcia stałego można odczytać wartości przy których odbiornik pobiera ze źródła energii możliwie największą moc ( ponad 24 W), ma to miejsce gdy układ pracuje przy sprawności η ≅ 50 % , przy poborze prądu ok. 4,0 A.

Po przeprowadzeniu pomiarów źródła napięcia przemiennego w odniesieniu do uzyskanych wyników sporządziliśmy wykresy zależności u( i ) oraz p( n ). Na podstawie obserwacji charakterystyk prądowo-napięciowych można stwierdzić iż im bardziej typ odbiornika zmienia się z opornościowego na pojemnościowy , tym bardziej wykres charakterystyki zmienia swój kształt na eliptyczny. Dopasowanie odbiornika do źródła prądu przemiennego , czyli taki stan ,kiedy ze źródła pobierana jest do odbiornika największa ilość mocy , ma miejsce , kiedy stosunek impedancji źródła do impedancji odbiornika jest w przybliżeniu równy jedności. Najlepiej widać to przy podłączeniu jako odbiornika elementu opornik-kondensator , wtedy najwyższy jest stosunek mocy pobieranej przez odbiornik do mocy źródła.

---