Laboratorium Elektrotechniki |
|||||||
Nazwisko i Imię: Karpiński Marcin Hanaj Daniel Gajda Marek |
Grupa: Edi. 2.1 |
||||||
Data wykonania ćwiczenia 17.04.1998 |
Ćwiczenie nr:
|
Temat Zadania: Sygnały Elektryczne |
|||||
ZALICZENIE |
Ocena |
Data |
Podpis
|
1.Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest obserwacja i pomiary wartości skutecznych i średnich następujących sygnałów:
sinusoidalnego
sinusoidalnego wyprostowanego półfalowo
sinusoidalnego wyprostowanego całofalowo
2. Schemat układu pomiarowego:
Opis przyrządów:
generator EP43.3/2067
woltomierz magnetoelektryczny 3404105.76
woltomierz elektromagnetyczny 1305177.76
oscyloskop 664/51511
wzmacniacz EP 43.3/610
Oznaczenia na rysunku:
G - generator sygnałów
Wz - wzmacniacz mocy
D1 - dioda prostownikowa umożliwiająca prostowanie polfalowe sygnału
D2 - dioda prostownikowa umożliwiająca prostowanie całofalowe sygnału
R - rezystancja obciążenia
P1 - przycisk załączający kondensator
P2 - przycisk rodzaju sygnału
C - kondensator
V1 - woltomierz elektromagnetyczny
V2 - woltomierz magnetoelektryczny
Os - oscyloskop katodowy
3. Opis ćwiczenia:
W układzie pomiarowym przedstawionym na rysunku mierzyliśmy wartości średnie i skuteczne napięcia jednofazowego przemiennego, jednofazowego przemiennego wyprostowanego półfalowo i całofalowo. Z ekranu oscyloskopu była odczytywana wartość maksymalna napięcia (amplituda).
Prostowanie półfalowe polega na przepuszczaniu prądu w tej połowie okresu, w której wartości chwilowe napięcia są np. dodatnie, a nieprzepuszczaniu prądu przy ujemnych wartościach napięcia.
Prostowanie półfalowe realizuje się za pomocą jednej diody. Napięcie na rezystorze R jest w jednej połówce okresu równe napięciu zasilającemu, pomniejszonemu o spadek napięcia na diodzie.
W drugiej połówce okresu dioda działa zaporowo ze względu na ujemną wartość napięcia. Prąd wsteczny w obwodzie diody jest znikomo mały, tak że napięcie na rezystorze jest prawie równe zeru. Do prostowania całofalowego był użyty układ Gretza o czterech diodach. Prąd może płynąć tylko w kierunku przewodzenia diod. Przez rezystor płynie prąd w tym samym kierunku. Napięcie wsteczne może osiągnąć najwyżej wartość równą amplitudzie napięcia zasilającego mostek. Do pomiaru wartości średniej i skutecznej posłużyły nam dwa mierniki: elektromagnetyczny i magnetoelektryczny. Mierniki magnetoelektryczne nie reagują na przepływ prądu przemiennego, bo ich wskazówki mają w jednej połowie okresu tendencję do odchylania się w prawo, w drugiej w lewo, tak że średnia wartość momentu napędowego w czasie każdego okresu jest równa zeru i wskazówka nie odchyla się.
Mierniki magnetoelektryczne nadają się do pomiaru prądów i napięć wyprostowanych. Po wyprostowaniu całofalowym wskazują wartość średnią wyprostowaną, natomiast z miernika elektromagnetycznego odczytywaliśmy wartości skuteczne napięć.
4. Wyniki pomiarów:
Rodzaj sygnału |
Lp. |
Usk |
Uśr |
ka |
kk |
Umax |
Usk obl |
Uśr obl |
ka obl |
Kk obl |
|
- |
V |
V |
- |
- |
V |
V |
V |
- |
- |
|
1 |
2,5 |
0 |
1,48 |
- |
3,7 |
2,62 |
0 |
1,41 |
- |
|
2 |
1,5 |
1 |
2,13 |
1,50 |
3,2 |
1,60 |
1,01 |
2 |
1,6 |
|
3 |
1,85 |
1,65 |
1,62 |
1,12 |
3,0 |
2,12 |
1,91 |
1,41 |
1,1 |
ka=
kk=
=0
5. Obliczenia:
Wartość skuteczna napięcia sinusoidalnego dla pomiarów 1 i 3 wynosi:
Wartość skuteczna napięcia sinusoidalnego dla pomiaru
2 wynosi:
Obliczamy wartość średnią półokresową dla pomiarów 1 i 3:
Uśr obl=
Obliczamy wartość średnią dla pomiaru 2:
Uśr obl=
Tak więc dla prądu i napięcia sinusoidalnego
oraz
wartości skuteczne wynoszą odpowiednio:
I=
U=
W odniesieniu do sygnałów okresowych U(t) stosujemy dwa współczynniki charakteryzujące odkształcenie tych sygnałów od funkcji sinusoidalnej:
-wspolczynnik amplitudy (lub współczynnik kształtu), który jest stosunkiem wartości maksymalnej do wartości skutecznej
ka=
-współczynnik kształtu, który jest stosunkiem wartości skutecznej do wartości średniej półokresowej
kk=
6. Wnioski:
Różnice między wartościami współczynników otrzymanymi podczas wykonywania ćwiczenia a wartościami tablicowymi wynikają z tego iż użyte elementy nie są elementami idealnymi.
Z pomiarów wynika, że najlepszymi parametrami charakteryzuje się prostownik dwupołówkowy, który umożliwia przekazanie większej ilości energii do odbiornika, a tym samym ma większą sprawność niż prostownik jednopołówkowy.