POLITECHNIKA LUBELSKA W LUBLINIE		Laboratorium
				Ćwiczenie Nr
Nazwisko	Imię		Semestr	Grupa	Rok akademicki
Temat ćwiczenia				Data wykonania	ocena

Ze względu na procesy energetyczne zachodzące w elementach dzielimy je na pasywne i aktywne. Elementy aktywne mogą oddawać ze swoich zacisków więcej energii niż pobierają. Elementy pasywne, w których zachodzi proces przemiany energii elektrycznej na inny rodzaj energii nazywamy rozpraszającymi lub dyssypatywnymi, zaś elementy pasywne gromadzące energię nazywamy elementami konserwatywnymi lub zachowawczymi.

Elementy pasywne

Rezystor:

Jest dwójnikiem pasywnym rozpraszającym energię, w którym zachodzi proces przemiany energii elektrycznej w cieplną. Dla rezystora liniowego, stacjonarnego, napięcie u oraz prąd i są, zgodnie z prawem Ohma, związane równaniem algebraicznym:

u=R*i lub i=Gu

G- konduktancja rezystora

Charakterystyka napięciowo-prądowa rezystora.

Energia zużywana w rezystorze w czasie od 0 do t określona jest wyrażeniem:

Rezystancja przewodnika o przekroju poprzecznym S i długości l w danej temperaturze wynosi:

ρ
-rezystywność (opór właściwy).

γ-konduktywność (przewodność właściwa).

Jak widać z charakterystyki rezystancja rezystora jest wielkością stałą i nie zależy od wielkości prądu czy napięcia.

Cewka:

Jest dwójnikiem pasywnym konserwatywnym gromadzącym energię w polu magnetycznym. Indukcyjność własna L cewki, będąca jej parametrem stałym, wyraża stosunek strumienia skojarzonego ψ z cewką do prądu i płynącego przez cewkę:

Przy czym dla cewki o z zwojach strumień skojarzony jest równy sumie strumieni wszystkich zwojów cewki ψ=zϕ

Charakterystyka strumienia skojarzonego ψ w funkcji prądu cewki i.

Indukcyjność własna cewki powietrznej cylindrycznej o przekroju S i długości l posiadającej z zwojów wynosi w przybliżeniu:

μ
-przenikalność magnetyczna środowiska

W środowiskach ferromagnetycznych indukcyjność dotyczy tylko prądu stałego i nazywa się indukcyjnością statyczną.

Przepływ prądu zmiennego w uzwojeniu cewki powoduje powstanie strumienia magnetycznego skojarzonego z cewką. W wyniku zmian strumienia magnetycznego w cewce o indukcyjności L indukuje się siła elektromotoryczna e_i =-L(di/dt).

Energia dostarczona do cewki w przedziale czasu od 0 do t określona jest zależnością:

Kondensator:

Kondensator jest dwójnikiem pasywnym zachowawczym, gromadzącym energię w polu elektrycznym.

Pojemność kondensatora:

Charakterystyka ładunku w funkcji napięcia.

Dla kondensatora liniowego, stacjonarnego pasywnego napięcie u na jego zaciskach jest związane z prądem ładowania równaniem:

Pojemność kondensatora zależy od geometrii jego elektrod oraz od właściwości dielektryka. Dla kondensatora płaskiego o powierzchni okładek S i odległości między nimi d pojemność wynosi:

ε-stała dielektryczna środowiska.

Energia dostarczona do kondensatora w przedziale czasu od 0 do t:

Elementy aktywne:

Idealne źródło napięcia i prądu.

Idealne źródło napięcia jest dwójnikiem aktywnym wytwarzającym napięcie niezależnie od prądu płynącego w źródle.

Idealne źródło prądu jest dwójnikiem aktywnym wytwarzającym prąd niezależny od napięcia na zaciskach źródła.

Rzeczywiste źródło napięcia i prądu:

Źródło to różni się od idealnego tym, że posiada rezystancję wew. Na schemacie zastępczym przedstawia się to jako rezystor włączony szeregowo ze źródłem napięciowym lub równolegle ze źródłem prądowym.

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie charakterystyk elementów pasywnych R,L,C oraz badanie źródła napięcia.

• Wyznaczanie charakterystyk elementów R,L,C przy zasilaniu prądem zmiennym i stałym.

Układ pomiarowy:

Z-źródło napięcia stałego lub zmiennego.

A-amperomierz prądu stałego lub przemiennego.

V-woltomierz napięcia stałego lub przemiennego.

Rp- potencjometr do regulacji napięcia.

Lp.	R			L			C			Napięcie
		U	I	U/I	U	I	U/I	U	I		U/I
		[V]	[A]	[Ω]	[V]	[A]	[Ω]	[V]	[A]		[Ω]
1	11	0,25	44	22	0,1	220	50	0,1	500		Zmienny
2	13	0,3	43,3	45	0,2	225	77	0,15	513,3
3	14,5	0,35	41,4	68	0,3	226,6	87	0,17	511,7
4	17	0,4	42,5	90	0,4	225	92	0,18	511,1
5	19	0,45	42,2	144	0,65	221,5	102	0,2	510
6	34	0,8	42,5	180	0,8	225	108	0,21	514,2
7	43	1	43	225	1	225	118	0,23	513
1	9	0,2	45	13	0,1	130					Stały
2	13	0,3	43,3	37	0,3	123,3
3	17,5	0,4	43,75	51	0,4	127,5
4	22	0,5	44	62	0,5	124
5	26	0,6	43,3	74	0,6	123,3
6	35	0,8	43,75	102	0,9	113,3
7	43,5	1	43,5	126	1	126

• Badanie źródła napięcia.

Schemat układu pomiarowego:

Zmieniając rezystancję obciążenia od 46Ω do 0 obserwuję wzrost prądu oraz towarzyszący mu spadek napięcia. Wartości napięcia i prądu dla poszczególnych pomiarów umieszczam w tabeli:

Lp.	U	I	Ro	Rw	P1	P	η
		V	A	Ω	Ω	W	W	---
1	1,38	0,027	51,1	3,9Ω		0,037
2	1,36	0,033	41,21			0,04
3	1,35	0,037	36,48			0,049
4	1,3	0,041	31,7			0,053
5	1,26	0,048	26,25			0,06
6	1,25	0,055	22,72			0,068
7	1,18	0,061	19,34			0,071
8	1,14	0,067	17,01			0,076
9	1,07	0,080	13,37			0,085
10	1	0,09	11,11			0,09

i

u

i

ψ

u

σ

Charakterystyka idealnego źródła prądu.

Charakterystyka idealnego źródła napięcia.

I źr

Iźr

E

u

i

i

u

E

Rp

A

VVV

R

L

C

Z

I(U) dla

Kondensatora

U zmienne

I(U) dla

Cewki

U zmienne

I(U) dla

Cewki

U stałe

I(U) dla

Rezystora

U stałe

I(U) dla

Rezystora

U Zmienne

A

V

Rw

E

Rooo

I=f2(Ro)

P=f3(Ro)

U=f1(Ro)

---