PIOTR SMELA

ĆWICZENIE II-3

ŹRÓDŁO RZECZYWISTE; DOPASOWANIE ODBIORNIKA DO ŹRÓDŁA NA MAKSYMALNĄ MOC

1 Przebieg ćwiczenia:

1. Wyznaczenie charakterystyki zewnętrznej U=f(I) źródła rzeczywistego

a\ Schemat połączeń

R_Z=0-200Ω

b\ Tabela wyników

lp	z pomiarów		z charakterystyki
		U	I	U0	IZ	GW	RW
-	V	A	V	A	S	Ω
1
2
3
4
5
6

2. Wyznaczenie charakterystyki P_U/P_{U MAX} ,U oraz I w funkcji parametru a , dla źródła rzeczywistego

a/ Schemat połączeń

R_Z=0-200Ω

b\ Tabela wyników

lp	z pomiarów		z obliczeń
		U	I	RZ=U/I	a=RZ/RW	PU=U*I	PU MAX	PU/PU MAX
-	V	mA	Ω	Ω/ Ω	W	W	W/W
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

3. Wyznaczenie charakterystyk U, I, P_U/P_{U MAX} w funkcji parametru a dla schematu zastępczego prądowego źródła rzeczywistego

a\ Schemat połączeń

R_Z=0-200Ω

b\ Tabela wyników

lp	z pomiarów		z obliczeń
		U	I	RZ=U/I	a=RZ/RW	PU=U*I	PU MAX	PU/PU MAX	η
-	V	mA	Ω	Ω/ Ω	W	W	W/W	%
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

4. Wyznaczenie charakterystyk U, I, P_U/P_{U MAX} oraz η w funkcji parametru a dla schematu zastępczego napięciowego źródła rzeczywistego

a\ Schemat połączeń

R_Z=0-200Ω

b\ Tabela wyników

lp	z pomiarów		z obliczeń
		U	I	RZ=U/I	a=RZ/RW	PU=U*I	PU MAX	PU/PU MAX	η
-	V	mA	Ω	Ω/ Ω	W	W	W/W	%
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

2.Dane znamionowe i parametry stosowanych urządzeń

Woltomierz magnetoelektryczny 2310366 1968r

Miliamperomierz magnetoelektryczny 2304308 1968r

Zasilacz

-źródło rzeczywiste

-źródło napięcia 5-7V

-źródło prądu 80-120mA

3.Wnioski

Otrzymane wyniki na podstawie przeprowadzonego ćwiczenia są w przybliżeniu równe tym które zostały wyliczone na podstawie ogólnych wzorów. Należy zauważyć że moc uzyskana w obwodzie jest o około 10% większa niż wyliczona teoretycznie , ma to związek z niedokładnością wyznaczenia charakterystyki zewnętrznej źródła a co za tym idzie rezystancji R_W. Obie moce wyliczone zarówno z schematu zastępczego napięciowego i prądowego są sobie równe.

Niewielkie przekroczenie wykresu P_U/P_{U MAX}=f(a) jest spowodowane wyżej wymienionym czynnikiem

Wykresy sprawności dla schematu ze źródłem napięciowym i prądowym są identyczne lecz odwrócone tzn wykres η=f(a) dla schematu napięciowego ma kształt wykładniczy i dąży do jedności (100%) , natomiast dla prądowego jest identycznie lecz wykres dąży do zera.

4.Wyprowadzenie wzorów oraz wykresy

1. Wyprowadzenie wyrażenia na maksimum mocy użytkowej w oparciu o schemat zastępczy prądowy

Moc na odbiorniku wyraża się wzorem

Napięcie na odbiorniku

gdzie

Ponieważ

Wzór przyjmuje postać

Prąd płynący przez odbiornik wyraża się wzorem

gdzie

Ponieważ

Wzór przyjmuje postać

Ostatecznie wzór na maksymalną moc wyraża się wzorem

2. Wykresy

Wykres charakterystyki zewnętrznej źródła U=f(I)

Wykres zależności P_U/P_{U MAX},U,I w funkcji parametru a dla źródła rzeczywistego

Wykres zależności P_U/P_{U MAX},U,I w funkcji parametru a dla schematu prądowego źródła rzeczywistego

Wykres zależności P_U/P_{U MAX},U,I w funkcji parametru a dla schematu napięciowego źródła rzeczywistego

Wykres zależności η w funkcji parametru a dla schematu prądowego źródła rzeczywistego

Wykres zależności η w funkcji parametru a dla schematu napięciowego źródła rzeczywistego