PROTOKÓŁ POMIAROWY

(1)

PROTOKÓŁ POMIAROWY

LABORATORIUM OBWODÓW I SYGNAŁÓW ELEKTRYCZNYCH

Grupa Podgrupa Numer ćwiczenia 1

Lp. Nazwisko i imię Data wykonania

1. ćwiczenia

2. Prowadzący ćwiczenie

3. Podpis

4. Data oddania

5. sprawozdania

Temat BADANIE DWÓJNIKA ŹRÓDŁOWEGO PRĄDU STAŁEGO

1. Cel ćwiczenia: Sprawdzenie zasady równoważności dla dwójnika źródłowego (twierdzenie Thevenina, twierdzenie Nortona), sprawdzenie warunku dopasowania odbiornika do źródła.

2. Pomiar parametrów dwójnika źródłowego

2.1. Schemat układu pomiarowego

E 1

R 1 V

P 2 A

1

R _{3 ( 2 )} R _{3 ( 1 )}

R ₅

R ₄ R ₂ I₅

Rys. 1.1 Układ do pomiaru parametrów zewnętrznych badanego dwójnika (przełącznik P w położeniu 1 – pomiar Uo, przełącznik w położeniu 2 – pomiar Iz)

2.2. Wykaz przyrządów

(2)

Lp.

Oznaczenie przyrządu

na schemacie

Nazwa przyrządu

Typ Klasa

dokładności

Wykorzysty- wane zakresy pomiarowe

Numer

fabryczny Uwagi ogólne

1 E1 Zasilacz

2 I5 Zasilacz

3 V Multimetr

4 A Multimetr

5 Rob Rezystor

dekadowy Dotyczy pkt. 3

6 P Przełącznik

jedno- biegunowy 7 DŹ nr... Badany

dwójnik

2.3. Tabela pomiarowa

W układzie pomiarowym przedstawionym na rys. 1.1, wykonać pomiary napięcia stanu jałowego Uo (przełącznik P w położeniu 1) i prądu w stanie zwarcia Iz

(przełącznik P w położeniu 2), dla dwóch wartości rezystancji R3. Wyniki pomiarów wpisać do tabeli 1.1.

Tab. 1.1 E1 = ...[V]; I5 = ... [mA]; R1 = ... [Ω]; R2 = ... [Ω];

R3(1) =... [Ω]; R3(2) =... [Ω]; R4 = ... [Ω]; R5 = ... [Ω]

POMIARY OBLICZENIA

Lp. R3 Uo Iz Rw

(z pom.) Gw

(z pom.) Uo

(oblicz. ze schematu)

Iz

Rw

Gw

Ω V mA Ω mS V mA Ω mS

1 2

Opracowanie wyników pomiarów:

(3)

 na podstawie wykonanych pomiarów obliczyć Rw i Gw , wyniki wpisać do tabeli 1.1.

 na podstawie danych wartości elementów tworzących badany dwójnik źródłowy przedstawiony na rys. 1.1, obliczyć parametry równoważnego dwójnika źródłowego (napięciowego i prądowego), wyniki obliczeń wpisać do tabeli 1.1. Przedstawić w sprawozdaniu sposób wykonania obliczeń.

3. Pomiar prądu płynącego przez odbiornik

W układzie pomiarowym przedstawionym na rys. 1.2 dokonać pomiaru prądu w odbiorniku (Rob) przy zmianie wartości rezystancji Rob od zera do wartości maksymalnej (podanej przez prowadzącego). Pomiaru dokonać dla jednej, podanej przez prowadzącego wartości rezystancji R3. Wyniki pomiarów prądu wpisać do tabeli 1.2.

E 1

R 1 V

P 2 A

1

R _{3 ( 2 )} R _{3 ( 1 )}

R 5

R ₄ R 2

R _{o b}

Rys. 1.2. Układ do pomiaru prądu płynącego przez odbiornik (przełącznik P w położeniu 2) przy zmianie wartości rezystancji Rob od zera do wartości maksymalnej

3.2. Tabele pomiarowe

Tab. 1.2 E1 = ... [V]; I5 = ... [mA]; R1 =... [Ω]; R2 = ... [Ω];

R = ... [Ω]; R = ... [Ω]; R =... [Ω]

I5

(4)

Lp. Rob I ɳu U Puż

Ω mA - V mW

1 0

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

 na podstawie pomiaru prądu obliczyć napięcie U na rezystancji odbiornika Rob i moc użyteczną Puż odbiornika, wyniki obliczonych wartości napięcia i mocy użytecznej wpisać do tabeli 1.2.

(5)

 w oparciu o wyniki pomiarów i obliczeń zamieszczonych w tabelach 1.2 wykonać wykresy następujących zależności:

- I= f (Rob), - U = f (Rob) , - U = f(I) - ɳu = f (Rob), - Puż = f (Rob),

4. Pomiar prądu płynącego w odbiorniku dla dwójnika równoważnego o schemacie napięciowym (dwójnik Thevenina)

Połączyć układ dwójnika zastępczego w oparciu o wyniki uzyskane z pomiarów dwójnika badanego (black box) (U0 oraz Rw).

W układzie pomiarowym przedstawionym na rys. 1.3 dokonać pomiaru prądu w odbiorniku (Rob) przy zmianie wartości rezystancji Rob od zera do wartości maksymalnej (takiej samej jak w pkt.3).

Wyniki pomiarów prądu wpisać do tabeli 1.3.

U 0

R W

V

P 2 A

1

R o b

Rys. 1.3. Układ do pomiaru prądu w odbiorniku (przełącznik P w położeniu 2) przy zmianie wartości rezystancji Rob od zera do wartości maksymalnej

Tab. 1.3 Uo = ... [V]; Rw = ... [Ω]

Lp. Rob I U Pc Pw Puż ηu

Ω mA V mW mW mW -

(6)

1 0 2

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

 na podstawie pomiarów wartości prądu, obliczyć napięcie na rezystancji odbiornika Rob , moc użyteczną Puż odbiornika, moc na rezystancji wewnętrznej Pw , moc całkowitą Pc i sprawność η układu; wyniki obliczonych wartości napięcia i mocy użytecznej wpisać do tabeli 1.3, ponadto wykonać wykresy:

- I= f (Rob), U = f (Rob) ,

(7)

- U = f(I), - ηu = f(Rob),

 w oparciu o wyniki obliczeń zamieszczonych w tabeli 1.3 wykonać wykresy następujących zależności:

- Pc = f (Rob), Pw = f(Rob), Puż = f (Rob).

Wykresy umieścić na wspólnym układzie współrzędnych z wykresami powstałymi na podstawie pomiarów w pkt.3 .

5. Pomiar prądu w odbiorniku dla dwójnika równoważnego o schemacie prądowym (dwójnik Nortona)

Połączyć układ dwójnika zastępczego w oparciu o wyniki uzyskane z pomiarów dwójnika badanego (black box) (Iz oraz Gw).

W układzie pomiarowym przedstawionym na rys. 1.4. dokonać pomiaru prądu w odbiorniku (Rob) przy zmianie wartości rezystancji Rob od zera do wartości maksymalnej (takiej samej jak w pkt.3).

Wyniki pomiarów prądu wpisać do tabeli 1.4.

I_Z

V

P 2 A

1

R _{o b} G _{o b} R W

Rys. 1.4. Układ do pomiaru prądu płynącego przez odbiornik (przełącznik P w położeniu 2) przy zmianie wartości rezystancji Rob od zera do wartości maksymalnej

Tab. 1.4 Iz = ... [mA]; Gw= ... [mS]

Lp. Rob I U Pc Pw Puż ηi

Ω mA V mW mW mW -

1 0

2

(8)

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

 na podstawie pomiaru prądu obliczyć napięcie na rezystancji odbiornika Rob , moc użyteczną Puż odbiornika, moc na rezystancji wewnętrznej Pw , moc całkowitą Pc i sprawność η układu; wyniki obliczonych wartości napięcia i mocy użytecznej wpisać do tabel 1.4, ponadto wykonać wykresy:

- I= f (Rob), - U = f (Rob) , - Puż = f (Rob), - U = f(I), - η = f(Rob)

(9)

 porównać otrzymane wykresy z uzyskanymi w pkt. 3 i w pkt. 4 (wybrać dowolną charakterystykę i umieścić ją na wspólnym układzie współrzędnych), opracować wnioski,

 w oparciu o wyniki pomiarów i obliczeń zamieszczonych w tabelach 1.4 wykonać wykresy następujących zależności:

- Pc = f (Rob), Pw = f(Rob), Puż = f (Rob).

Wykresy umieścić na wspólnym układzie współrzędnych z wykresami powstałymi na podstawie pomiarów w pkt.3 oraz w pkt.4 .

 opracować wnioski,

UWAGA: Protokół ( jeden na podgrupę) powinien być wykonany przed zajęciami!