Wydział IMiR 2013/2014

Rok I

Laboratorium: Elektrotechnika i Elektronika

PYTANIA

Laboratorium M1 - Pomiary w obwodach prądu stałego

1. Narysuj schemat pomiaru małej rezystancji metodą techniczną. Uzasadnij dlaczego taki schemat.

2. Obwód zawierający indukcyjność L oraz rezystancję R włączono do napięcia stałego U. Podaj;

1. ustaloną wartość prądu po załączeniu tego obwodu,

2. stałą czasową tego obwodu

3. zależność określającą narastanie prądu w tym obwodzie

3. Narysuj schemat pomiaru dużej rezystancji metodą techniczną. Uzasadnij dlaczego taki schemat

4. Obwód zawierający szeregowo połączoną rezystancję R oraz pojemność C włączono do napięcia stałego U. Znając stałą czasową tego obwodu oblicz:

1. pojemność kondensatora C

2. ustaloną wartość napięcia kondensatora po naładowaniu

3. zależność określającą prąd ładowania kondensatora

5. Jak dokonujemy pomiaru mocy odbiornika w obwodzie prądu stałego. Podaj schemat układu pomiarowego oraz zależność na określenie mocy.

6. Narysuj mostek Wheatstone'a

7. Stała czasowa T obwodu składającego się z rezystora R i kondensatora C jest znana.

1. Podaj zależność określającą napięcie na ładowanym kondensatorze

2. Po jakim czasie kondensator naładuje się do wartości ustalonej

3. Podaj pojemność C kondensatora

8. Jak dokonać pomiaru prądu stałego o wartości 500A?

9. Obwód zawierający indukcyjność L oraz rezystancję R włączono do napięcia stałego U. Znając stałą czasową tego obwodu podaj:

1. ustaloną wartość prądu po załączeniu tego obwodu,

2. indukcyjność L

3. zależność określającą narastanie prądu w tym obwodzie

10. Obwód zawierający szeregowo połączoną rezystancję R oraz pojemność C włączono do napięcia stałego U. Oblicz:

1. stałą czasową tego obwodu

2. ustaloną wartość napięcia kondensatora po naładowaniu

3. zależność określającą prąd ładowania kondensatora

11. Wyznacz rezystancję zastępczą obwodu

12. Wyznacz rezystancję zastępczą obwodu

13. Wyznacz rezystancję zastępczą obwodu

Laboratorium M2 - Pomiary w jednofazowych obwodach prądu przemiennego

1. Dla napięcia o przebiegu np. sinusoidalnym określić ile wynosi wartość maksymalna i skuteczna. Podać ile wynosi wartość średnia tego napięcia oraz wartość średnia za pół okresu.

2. Podać wzory i jednostki mocy czynnej, biernej i pozornej w obwodzie prądu przemiennego.

3. Podać wzór na opór zastępczy (impedancję)obwodu szeregowego RLC.

4. Wyjaśnić, na czym polega rezonans napięć w szeregowym obwodzie RLC. Określić, jakie warunki należy spełnić aby rezonans wystąpił.

Laboratorium M3 - Pomiary w układach trójfazowych

1. Dany jest układ trójfazowy jak na rysunku. Posiada symetryczne obciążenie i zasilanie. Obliczyć moc pozorną i bierną

2. Podać i objaśnić zależności między prądem fazowym i prądem przewodowym oraz napięciem fazowym i napięciem międzyprzewodowym w układzie połączonym w trójkąt i w układzie połączonym w gwiazdę.

3. Narysować układ pomiarowy do pomiaru mocy czynnej w obwodzie trójfazowym. Podać w jaki sposób w tym układzie wyznaczamy całkowitą moc czynną.

4. Narysować układ pomiarowy do pomiaru mocy biernej w obwodzie trójfazowym. Podać w jaki sposób w tym układzie wyznaczamy całkowitą moc bierną.

5. Zdefiniować wielkość zwaną przekładnią transformatora.

Laboratorium M4 - Badanie i zastosowanie oscyloskopu elektronicznego

1. Zasada uzyskiwania przebiegu na ekranie oscyloskopu.

2. Tryby pracy oscyloskopu:

1. tryb TY - na zaciski wejściowe X podane jest napięcie z generatora podstawy czasu,

2. tryb XY - na zaciski wejściowe X podane jest napięcie zewnętrzne.

3. Wyznaczanie wartości mierzonego napięcia, prądu i czasu (w tym okresu zarejestrowanego przebiegu) na podstawie oscylogramu przy znajomości nastaw oscyloskopu.

4. Układ pomiarowy do wyznaczania przebiegów przejściowych w szeregowych obwodach RL, RC oraz RLC.

5. Układ pomiarowy do wyznaczania pętli histerezy magnetycznej.

6. Wyznaczanie stałej czasowej przebiegu wykładniczego na podstawie oscylogramu.

7. W jaki sposób można uzyskać na ekranie oscyloskopu:

1. Plamkę na środku ekranu?

2. Linię poziomą (dwie możliwości)?

3. Linię pionową?

8. Na podstawie zarejestrowanego napięcia sinusoidalnego wyznaczyć:

1. amplitudę napięcia,

2. wartość skuteczna napięcia,

3. okres i częstotliwość.

9. Na ekranie oscyloskopu zaobserwowano napięcie prostokątne u podane na obwód szeregowy RL oraz napięcie u_R na rezystancji R tego obwodu (rysunek). Podane są nastawy oscyloskopu (np.: napięcie u oraz u_R - 10 V/div, podstawa czasu - 10 ms/div) oraz wartości elementów obwodu (np. R = 1 Ω, L = 2 mH).

Należy wyznaczyć:

1. maksymalną wartość napięcia prostokątnego u, równą maksymalnej wartości napięcia u_R na rezystancji R,

2. maksymalną wartość prądu płynącego w obwodzie (zastosować prawo Ohma),

3. okres zarejestrowanych przebiegów,

4. stałą czasową obwodu szeregowego RL - co najmniej na 2 sposoby.




10. Zadanie podobne do zadania z p.8, ale dla szeregowego układu RC.

11. Zastosowania oscyloskopu.

12. Podać, co zobaczymy na ekranie oscyloskopu, gdy na jego wejścia pomiarowe podamy następujące sygnały (należy zamieścić szkic przebiegu oraz napisać krótko słownie):

1. CH1 - nic nie jest podłączone, CH2 - podłączono napięcie sinusoidalne, tryb pracy oscyloskopu - XY,

2. CH1 - nic nie jest podłączone, CH2 - podłączono napięcie piłokształtne (podobne do napięcia generatora podstawy czasu - literatura do ćwiczenia), tryb pracy oscyloskopu - YT (przebiegi czasowe), wyświetlane są przebiegi z obu kanałów,

3. CH1 - podłączono sygnał proporcjonalny do prądu magnesującego transformatora (czyli natężenia pola magnetycznego w jego rdzeniu), CH2 - podłączono sygnał proporcjonalny do indukcji magnetycznej w rdzeniu transformatora, tryb pracy oscyloskopu - XY (wskazówka - taki przebieg był oglądany na ćwiczeniu).

Laboratorium M5 - Charakterystyki podstawowych elementów elektronicznych

1. Narysować i opisać symbol graficzny i charakterystykę statyczną tyrystora typu SCR. Nazwij stany pracy.

2. Narysować i opisać symbol graficzny i charakterystykę statyczną diody prostowniczej. Nazwij stany pracy.

3. Narysować schemat prostownika jednopołówkowego sterowalnego oraz przebieg napięcia na wyjściu prostownika przy obciążeniu rezystancyjnym.

4. Narysować schemat prostownika jednopołówkowego niesterowalnego oraz przebieg napięcia na wyjściu prostownika przy obciążeniu rezystancyjnym.

5. Narysować schemat mostka Graetz'a oraz przebieg napięcia na wyjściu prostownika przy obciążeniu rezystancyjnym.

Laboratorium M6 - Zasilacz elektroniczny i wzmacniacz operacyjny

1. Układu proporcjonalny zbudowany na bazie wzmacniacza operacyjnego - narysować schemat, przykładowe przebiegi: wejściowy i wyjściowy oraz zapisać końcowe równanie.

2. Układu całkujący zbudowany na bazie wzmacniacza operacyjnego - narysować schemat, przykładowe przebiegi: wejściowy i wyjściowy oraz zapisać końcowe równanie.

3. Układu różniczkujący zbudowany na bazie wzmacniacza operacyjnego - narysować schemat, przykładowe przebiegi: wejściowy i wyjściowy oraz zapisać końcowe równanie.

4. Narysować schemat zasilacza elektronicznego ze stabilizatorem parametrycznym, równoległym. Narysować przebiegi napięć na poszczególnych etapach tworzenia układu.

5. Narysować schemat zasilacza elektronicznego ze stabilizatorem kompensacyjnym, szeregowym. Narysować przebiegi napięć na poszczególnych etapach tworzenia układu.

6. Prostownik dwupołówkowy (pełnookresowy) w układzie mostka Graetz'a - bez filtra, a następnie z filtrem C:

1. schemat ideowy,

2. przebiegi czasowe:

3. napięcia wejściowego,

4. napięcia na wyjściu układu.

7. Stabilizator parametryczny

1. Schemat układu.

2. Charakterystyka diody Zenera - obszar pracy.

8. Stabilizator kompensacyjny

1. Zasada działania.

2. Schemat blokowy układu

9. Narysować:

1. schemat ideowy prostownika dwupołówkowego (pełnookresowego) w układzie mostka Graetz'a:

1. bez filtra wyjściowego,

2. z filtrem wyjściowym w postaci kondensatora (zasilacz niestabilizowany),

2. narysować przebiegi czasowe:

1. napięcia wejściowego prostownika dwupołówkowego (pełnookresowego) w układzie mostka Graetz'a,

2. napięcia na wyjściu mostka bez filtra,

3. napięcia na wyjściu mostka z filtrem w postaci kondensatora - można wybrać dowolny przypadek obserwowany na ćwiczeniu.

10. Wzmacniacz operacyjny w układzie proporcjonalnym:

1. narysować schemat ideowy,

2. jaki kształt będzie miało i ile wyniesie napięcie wyjściowe u2 wzmacniacza, jeśli napięcie wejściowe u1 podane na wejście odwracające wzmacniacza (rezystor wejściowy wynosi R1 = 20 k):

1. będzie napięciem stałym o wartości 8 V, a rezystor R2 (Rs) w obwodzie sprzężenia zwrotnego wyniesie 10 k,

2. będzie napięciem sinusoidalnym o amplitudzie 4 V, a rezystor R2 (Rs) w obwodzie sprzężenia zwrotnego wyniesie 40 k.

Literatura:

1. Z. Kulka, M. Nadachowski: Liniowe układy scalone i ich zastosowanie;

2. Koziej E., Sochoń B.: Elektrotechnika i elektronika. WNT;

3. Przeździecki F.: Elektrotechnika i elektronika. PWN;

4. Suliński P.: Podstawy elektrotechniki ogólnej. Wyd. AGH, skrypt nr 1209. 1990

Pozycja dostępna w wersji elektronicznej na stronie BG AGH:

http://winntbg.bg.agh.edu.pl/skrypty/0021/

---