ZESPÓL SZKÓŁ ELEKTRONICZNYCH	PRACOWNIA ELEKTRYCZNA
Imię i nazwisko:	Klasa: 2T3	Grupa: II	Nr ćw. 4
Temat ćwiczenia: Badanie obwodów prądu stałego.	Data wyk. 28.10.2003	Data odd. 04.11.2003	Ocena:

1. Wykaz przyrządów:

- miernik cyfrowy METEX M-3800, ks7/III/10F-262;

- miernik cyfrowy METEX M-3800, ks7/III/10F-265;

- miernik analogowy UM-112, 307/184;

- miernik analogowy UM-112, 318/195;

- miernik analogowy UM-4B, 107;

- miernik analogowy UM-4A, 31;

- opornica suwakowa, ZSE-108-8/7, nr 25637;

- opornica suwakowa, ZSE-108-6/5, nr 2669;

- opornica suwakowa, ZSE-108-19/17 nr 3439;

- opornica suwakowa

- zasilacz stabilizowany napięcia stałego, praca dyplomowa;

- przewody pomiarowe i łączące obwód

2. Przebieg ćwiczenia

2.1 Schematy pomiarowe

Rys.1 Schemat pomiarowy 1

Rys.2 Schemat pomiarowy 2

Rys.3 Schemat pomiarowy 3

Schemat pomiarowy 1 przedstawia szeregowe połączenie rezystorów. W układzie tym sprawdzano II prawo Kirchhoffa i prawo Ohma.

Schemat pomiarowy 2 przedstawia równoległe połączenie rezystorów. W układzie tym sprawdzano I prawo Kirchhoffa.

Schemat pomiarowy 3 przedstawia mieszane połączenie rezystorów.

We wszystkich układach stosowano regulację napięcia za pomocą opornicy suwakowej włączonej równolegle do źródła napięcia. Jako rezystory również wykorzystano opornice suwakowe. Pomiarów dokonywano za pomocą mierników analogowych i cyfrowych.

We wszystkich układach regulowano tylko napięcie wejściowe

2.2 Tabelki pomiarowe

R₁=4,6 k    R₂=785  R₃463 

L.p.	I	U	U1	U2	U	R=U/I	R=R1+R2
		mA	V	V	V	V		
1	1	6	5,6	0,8	6,4	6000,0	5385
2	1,6	10	8,9	1,4	10,3	6250,0	5385
3	2,4	14	13,3	2,1	15,4	5833,3	5385
4	3,2	19	17,6	2,7	20,3	5937,5	5385
5	4,4	25	24,1	3,8	27,9	5681,8	5385

Tabela 1: Wyniki pomiarów u układzie 1;

L.p.	U	I	I1	I2	I	R=U/I
		V	mA	mA	mA	mA		
1	3	4,2	0,5	3,6	4,1	714,3	670,6
2	7,5	10	1,4	8	9,4	750,0	670,6
3	10	14	1,9	11	12,9	714,3	670,6
4	15	20	2,9	17	19,9	750,0	670,6
5	29,5	40	5,7	32	37,7	737,5	670,6

Tabela 2: Wyniki pomiarów w układzie 2;

L.p.	I1	I2	I3	I	U	U1	U2	U	R=U/I
		mA	mA	mA	mA	V	V	V	V		
1	1,5	0,6	0,7	1,3	7	5,7	1,1	6,8	4666,6	4891,2
2	3,5	1,9	1,3	3,2	16,5	8,5	7,8	16,3	4714,3	4891,2
3	4,5	2,1	2	4,1	21,3	11,2	9,8	21	4733,3	4891,2
4	5,5	2,3	2,1	4,4	26,5	13,3	13	26,3	4818,2	4891,2
5	6,5	2,8	3,5	6,3	30,6	16,2	14,2	30,4	4707,7	4891,2

Tabela 3: Wyniki pomiarów w układzie 3;

Obliczenia do poszczególnych tabel znajdują się na następnej stronie.

2.3 Obliczenia

Obliczenia do tabeli 1: Obliczenia do tabeli 2: Obliczenia do tabeli 3:

3. Wnioski

3. Wnioski

We wszystkich układach zastosowano regulacje napięcia za pomocą opornicy suwakowej podłączonej równolegle do źródła napięcia. Celem pomiarów było sprawdzenie istnienia oraz słuszności podstawowych praw w obwodach prądu stałego. Podstawowe prawa stosowane w obwodach prądu stałego to:

• I prawo Kirchhoffa (prądowe),

• II prawo Kirchhoffa (napięciowe),

• prawo Ohma,

Układ pierwszy przeznaczony jest do sprawdzania poprawności II prawa Kirchhoffa (napięciowego). Według tego prawa suma napięć V₁ i V₂ powinna być równa napięciu V. Jak widać w tabelkach pomiarowych tak nie jest. Dzieje się tak dlatego, że prawo dotyczy elementów idealnych, a nie rzeczywistych. Wiadomo, że przyrządy pomiarowe mają pewną rezystancję wewnętrzną Idealny amperomierz powinien mieć rezystancje wewnętrzną równą zeru, a idealny woltomierz nieskończenie dużą. Jednak w rzeczywistości nie da się osiągnąć takich parametrów, stąd też błędy w pomiarach. Mimo występujących błędów można stwierdzić istnienie prawa, ponieważ zmiana napięcia wejściowego powodowała natychmiastowe zmiany wskazań przyrządów pomiarowych. Wskazania amperomierza i woltomierza były od siebie wzajemnie zależne. Można stwierdzić też że prawo jest słuszne ponieważ błędy nie są bardzo duże.

Układ drugi przeznaczony jest do sprawdzania I prawa Kirchhoffa (prądowego). Według tego prawa suma prądów A₁ i A₂ powinna być równa prądowi A. Jak widać w tabelkach pomiarowych tak nie jest. Podobnie jak w układzie pierwszym nie świadczy, to o tym że prawo jest złe. Czynniki wpływające na błędy są identyczne jak w układzie pierwszym. Mimo błędów można stwierdzić że prawo istnieje i jest słuszne, ponieważ błędy nie są bardzo duże.

Układ trzeci to układ mieszany, który przeznaczony jest do sprawdzenia poprawności I i II prawa Kirchhoffa jednocześnie. Według I prawa Kirchhoffa suma prądów A₂ iA₃ powinna być równa prądowi A₁. Według II prawa Kirchhoffa suma napięć V₁ i V₂ powinna być równa napięciu V. Również w tym przypadku pojawiły się błędy, które wynikają z przyczyn podanych powyżej.

W układzie pierwszym amperomierz A mierzył nie tylko prąd pobierany przez rezystory ale również prąd pobierany przez przyrządy pomiarowe co z pewnością miało wpływ na wyniki pomiarów.

Natomiast w układzie drugim amperomierze włączone szeregowo do gałęzi z rezystancjami, mogą zmieniać wartość rezystancji poszczególnych gałęzi, a tym samym wpływać na wyniki pomiarów.

Na błędy w pomiarach wpływ mogły mieć również błędne lub niedokładne odczyty położenia wskazówki na analogowym mierniku wychyłowym. W miernikach analogowych na błąd oraz dokładność pomiaru w dużym stopniu wpływa wybór zakresu.

We wszystkich układach można było udowodnić istnienie oraz sprawdzić słuszność prawa Ohma. We wszystkich układach wartość zmierzonej rezystancji zastępczej powinna być równa rezystancji obliczonej. Ze względu na błędy, których przyczyny opisano wyżej wartości te były nierówne.

Aby ograniczyć błędy powstałe podczas pomiarów i obliczeń należałoby przede wszystkim uwzględnić rezystancje wewnętrzne przyrządów pomiarowych, stosować przyrządy o najwyższej klasie dokładności oraz umiejętnie dobierać zakres pomiarowy.

4

---