Politechnika Lubelska w Lublinie		Laboratorium Metrologii
				Ćwiczenie Nr 1
Nazwisko: Mitura Mitura	Imię: Marek Przemysław		Semestr V	Grupa ED 5.5	Rok akad. 1999/2000
Temat ćwiczenia: Badanie laboratoryjnych źródeł prądu.				Data wykonania: 99.11.08	Ocena

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi źródłami prądu stałego i przemiennego oraz pomiar ich charakterystycznych parametrów.

Wykonanie ćwiczenia

1. Wyznaczenie charakterystyki U=f(Io) akumulatora.

Pomiary polegają na zmianie rezystancji opornika Ro i jednoczesnych odczytach napięcia U i prądu Io płynącego przez odbiornik.

Układ pomiarowy:

Przyrządy użyte w ćwiczeniu:

1. A - amperomierz magnetoelektryczny - kl. 0.5, zakres 3A, maks. wych. 60dz, nr 2305350,

2. V - woltomierz cyfrowy - typ G-1002.500, zakres 20-1000V, nr Pl-T-4219-E2-M,

3. Ro - dwa oporniki suwakowe - Ro₁-(zgrubny)- 46Ω, 2,1A, nr PL-K-020-E6,

Ro₂-(dokładny)- 21Ω, 8A, nr PL-P3-90-E6,

4. E - akumulator prądu stałego.

Tabela pomiarowa:

Lp.	U	I0
		[V]	[A]
1	0,78	2
2	0,8	1,8
3	0,83	1,6
4	0,86	1,4
5	0,89	1,2
6	0,92	1
7	0,96	0,8
8	0,99	0,6
9	1,03	0,4
10	1,06	0,2

Na podstawie przeprowadzonych pomiarów można wykreślić charakterystyki zmian napięcia w


funkcji prądu obciążenia.

Charakterystyka U=f(Io) akumulatora.

Ekstrapolując powyższą charakterystykę otrzymuję wartość siły elektromotorycznej E:

E = 1,1 V przy Io = 0A

Rezystancję wewnętrzną akumulatora wyznaczam z zależności:

2. Wyznaczanie charakterystyki U=f(Io) zasilacza elektronicznego.

Pomiary zostały dokonane przy zmianie rezystancji i odczytach prądu i napięcia.

Układ pomiarowy:

Przyrządy użyte w ćwiczeniu:

1. A - amperomierz magnetoelektryczny - kl. 0.5, zakres 3A, maks. wych. 60dz, nr 2305350,

2. V - woltomierz cyfrowy - typ G-1002.500, zakres 20-1000V, nr Pl-T-4219-E2-M,

3. Ro - dwa oporniki suwakowe - Ro₁-(zgrubny)- 46Ω, 2,1A, nr PL-K-020-E6,

Ro₂-(dokładny)- 21Ω, 8A, nr PL-P3-90-E6,

4. Zasilacz stabilizowany - typ KP16102, napięcie 5V, nr PL-P3-721-E6,

Tabela pomiarowa:

Lp.	U	Io
		[V]	[A]
1	4,72	2
2	4,74	1,9
3	4,76	1,8
4	4,79	1,7
5	4,81	1,6
6	4,83	1,5
7	4,85	1,4
8	4,86	1,3
9	4,87	1,2
10	4,89	1,1
11	4,91	1
12	4,92	0,9
13	4,92	0,8
14	4,94	0,7
15	4,96	0,5
16	5,01	0,2

Charakterystyka U=f(Io) dla stabilizatora elektronicznego.

3. Pomiar współczynników stabilizacji stabilizatorów zapięcia.

Pomiary zostały dokonane przy 100%, 50%, 20% i 10% wartości maksymalnej prądu obciążenia przy zmianach ±10V wartości napięcia wejściowego transformatora. Zmiany napięcia wejściowego dokonywane były za pomocą regulacji autotransformatorem.

Pomiary zostały dokonane zostały dla układu pomiarowego jak w punkcie poprzednim z tym wyjątkiem, że na wejściu stabilizatora włączony został autotransformator.

Tabela pomiarowa:

Io	Uwe	Uwy	S
[A]	[V]	[V]	[-]
Io=Iomax=1	220	4,65	---
		198	4,4	1,95
		242	4,4	-1,6
	Io=0,5Iomax=0,5	220	4,86	---
		198	4,85	53,89
		242	4,87	44,2
	Io=0,2Iomax=0,2	220	4,95	---
		198	4,94	54,89
		242	4,95	0
	Io=0,1Iomax=0,1	220	4,97	---
		198	4,96	55,11
		242	4,98	45,2

Przykładowe wyliczenie współczynnika stabilizacji:

4. Wyznaczanie charakterystyki Uwy=f(α) dla laboratoryjnego autotransformatora.

Pomiary zostały dokonane przez zmianę kąta położenia suwaka autotransformatora o określony kąt i jednoczesny odczyt napięcia na wyjściu autotransformatora.

Układ pomiarowy:

Przyrządy użyte w ćwiczeniu:

1.V - woltomierz cyfrowy - typ G-1002.500, zakres 20-1000V, nr Pl-T-4219-E2-M,

2. AT - autotransformator - nr PL-P3-55-E6,

Tabela pomiarowa:

Lp.	Uwy	α
		[V]	[dz]
1	0	0
2	20	13,6
3	30	27,2
4	50	54,4
5	70	81,6
6	90	108,8
7	113	136
8	135	163,2
9	158	190,4
10	190	231,2
11	210	258,4
12	230	285,6

Charakterystyka Uwy=f(α) dla autotransformatora.

5. Wyznaczanie charakterystyki potencjometru zasilanego z autotransformatora w funkcji

przesunięcia suwaka.

Układ pomiarowy:

Przyrządy użyte w ćwiczeniu:

1.V₂ - woltomierz cyfrowy - typ G-1002.500, zakres 20-1000V, nr Pl-T-4219-E2-M,

2. AT - autotransformator - nr PL-P3-55-E6,

3. R - opornik suwakowy - 480Ω, I_max=0,5A, nr EP2-S-68,

Tabela pomiarowa:

Lp.	U	α
		[V]	[dz]
1	1,7	100
2	4,5	150
3	7,8	200
4	11	250
5	14,4	300
6	17,4	350
7	20,6	400
8	24,1	450
9	27,3	500

Charakterystyka U=f(α) dla potencjometru suwakowego.

Wnioski i spostrzeżenia

Charakterystyka napięciowa dla akumulatora pokazuje, że napięcie maleje wraz ze wzrostem prądu obciążenia, co jest spowodowane spadkami napięcia na rezystancji wewnętrznej badanego akumulatora. Nieduże nachylenie prostej (charakterystyka jest bowiem liniowa) może świadczyć o dobrej wydajności prądowej akumulatora. Przy badaniu stabilizatora elektronicznego charakterystyka napięciowa kształtuje się podobnie, jednak jest to zjawisko niekorzystne, gdyż stabilizator powinien zapewniać stałą wartość napięcia wyjściowego niezależnie od prądu obciążenia. Przy badaniu wpływu zmian napięcia wejściowego stabilizatora na jego parametry wyjściowe widać, że współczynnik stabilizacji jest najmniejszy przy maksymalnym prądzie obciążenia. Zatem badany stabilizator zachowuje się najkorzystniej przy prądach obciążenia dużo mniejszych od prądu maksymalnego. Z pomiarów wynika ponadto, iż współczynnik stabilizacji zależy nie tylko od zmian prądu obciążenia, lecz także od zmian napięcia wejściowego.

Przy badaniu autotransformatora widać liniową zależność pomiędzy kątem obrotu suwaka a wskazywanym napięciem przez dołączony woltomierz. Trzeba jednak wziąć pod uwagę, że podziałka na autotransformatorze nie odpowiada rzeczywistemu napięciu, dlatego korzystnym jest włączanie w każdy obwód pomiarowy dodatkowego woltomierza równolegle z autotransformatorem.

W

E

R_o

R_w

V

A

U [V]

Io [A]

zasilacz

stabilizowany

∼ 220 V

R_o

V

A

U [V]

I [A]

∼ 220 V

AT

V

Uwy [V]

α [dz]

∼ 220 V

AT

V₁

V₂

R

U [V]

α [dz]

---