background image

Laboratorium Elektrotechniki i elektroniki                                                                  LABORATORIUM © AMD2012 

Przykładowe zadania z rozwiązaniami na kolokwium z ćwiczeń laboratoryjnych 

Badanie zasilaczy elektronicznych 

Jak wyznaczyć charakterystykę P

o

=f(R

o

) mocy dwójnika aktywnego o parametrach E i R

 

w zależności od oporu 

odbiornika  R

0

?  Narysuj  schemat  układu  pomiarowego  do  zdjęcia  tej  charakterystyki,  podaj  wzór  P

o

=f(R

o

).   

Naszkicuj tą charakterystykę dla podanych wartości elementów. Dane E = 48 V, R = 8 



 

 

 

 

 

Rozwiązanie 
Dokonujemy pomiarów prądu i napięcia w układzie jak na poniższym schemacie. Pomiary rozpoczynamy od 
prądu I

A

 = 0, a kończymy (w zależności od rodzaju źródła napięcia) na prądzie I

A

 = maksymalny dopuszczalny 

prąd obciążenia źródła. 

 

 

 

 

 

 

 

Schemat układu pomiarowego 

Zmieniamy obciążenie tak, aby napięcie malało np. o 4 V. Wyniki pomiarów zapisujemy w poniższej tabeli  

I

A

 [A] 

0,5 

5,5 

U

V

 [V] 

48 

44 

40 

32 

24 

16 

Rezystancję obciążenia i moc obliczamy według wzorów: 

 
 

Obliczenia zapisujemy w poniższej tabeli. 
R

o

 [

 

88 

40 

16 

1,6 

0.7273 

P

o

 [W] 

22 

40 

64 

72 

64 

40 

22 

Na podstawie powyższej tabeli sporządzamy punktowy wykres P

o

=f(R

o

). Następnie naniesione na wykresie 

punkty aproksymujemy krzywą ciągłą. 

Wzór teoretyczny: 

 

 

 

 

 

 

 

                                                             Szkic charakterystyki mocy z zaznaczonym maksimum 

0

10

20

30

0

20

40

60

80

P Ro

(

)

Ro

 

 R

 

 E

 

 R

0 

 

)

(

)

(

  

2

0

w

0

2

0

0

R

R

R

E

R

P

A

V

0

A

V

0

,

I

U

P

I

U

R

 

P

omax

= 72W

 

 

R

= 8 

 

 R

0 

 E

 

+

 

+

 

 R

 

 I

A 

 U

V 

AMD

background image

Generator funkcyjny, obwody z diodą – pomiary i obserwacje oscyloskopem 

W  obwodzie  jak  na  rysunku  generator  funkcyjny  ustawiono  w  tryb  napięcia  sinusoidalnego  o  amplitudzie    

E

m0

=  24  V  i  częstotliwości  100  Hz,  opór  obciążenia  wynosi    R

0

  =  70 



Oblicz  wskazanie  amperomierza 

mierzącego wartość skuteczną prądu, naszkicuj przebiegi na oscyloskopie dla kanału I i II. Do obliczeń zastosuj 
parametry diody idealnej.  

 

 

 

Rozwiązanie 

 

 

Symulacja pomiaru w programie Multisim (program uwzględnia napięcie na diodzie). 

 

Rozwiązanie przy założeniu idealnej diody 

 

Szkic przebiegów na oscyloskopie 

 

 

0

D

U

 

 

 

 

 

 

 

Dla sygnału sinusoidalnego wyprostowanego 

 jednopołówkowo: 

 

 

 

mA

 

200

70

50

24

0

m0

m

g

R

R

E

I

mA

 

100

2

m

SK

I

I

V

 

14

V

 

14

24

70

50

70

V

 

24

m

Rm

m0

0

0

m

m0

E

U

E

R

R

R

E

E

g

Rozwiązanie przy wykorzystaniu programu Mathcad 

 

 

Kanał I – kolor niebieski 
Kanał II – kolor czerwony 

mA

 

96

4

,

74

5

,

60

 

2

2

SK

2

2

SK

I

I

I

I

AC

DC

 

 

A

SK

 

 R

0 

 

Kanał II 

 

Generator funkcyjny  
R

g

 = 50 

 

 

 

Kanał I oscyloskopu 

 

 

Masa 

 

 R

g 

 e(t)

 

AMD

background image

Symulacja komputerowa obwodów elektrycznych 

Oblicz napięcie U

3

. Dane: E

1

= 28 V, J = 4 A, R

1

 = 1 



 R

2

 = 2 

, R

3

 = 3 



 R

4

 = 4 



 

 

 

 
Rozwiązanie 

Zapisujemy równania zgodnie z podanym na wykładzie algorytmem. 

- ilość węzłów w obwodzie, - ilość gałęzi w obwodzie,  

1.

  Zaznaczmy prądy i napięcia w obwodzie oraz niezależne oczka. 

 

 

 

 

2.

  Dla w-1 węzłów zapisujemy PPK. 

0

3

1

J

I

I

  

 

 

 

 

(1) 

3.

  Dla g-w+1 oczek niezależnych zapisujemy NPK. 

0

4

3

1

1

U

U

U

E

  

 

 

 

(2)

 

0

2

3

U

U

U

J

 

 

 

 

 

(3)

 

4.

  Dla rezystancji R

k

 zapisujemy zależności zgodnie z prawem Ohma. 

                

1

4

4

3

3

3

2

2

1

1

1

I

R

U

I

R

U

J

R

U

I

R

U

   

 

 

 

 

(4) 

5.

  Otrzymaliśmy układ 7 równań z 7 niewiadomymi. Układ równań rozwiązujemy tak, aby obliczyć 

poszukiwane napięcie U

3

.  

Powyższy układ równań możemy, np. rozwiązać tak: 

Z równania (1) obliczamy I

 

J

I

I

3

1

 

 

 

 

 

 

 

(5)

 

Do równania (2) podstawiamy za napięcia zależności na rezystancjach (4) jednocześnie podstawiając za prąd I

1

 

zależność (5). Uzyskujemy jedno równanie z niewiadomym prądem I

3

0

)

(

)

(

3

4

3

3

3

1

1

J

I

R

I

R

J

I

R

E

  

Zatem 

A

6

4

3

1

4

)

4

1

(

28

)

(

4

3

1

4

1

1

3

R

R

R

J

R

R

E

I

 

Ostatecznie szukane napięcie 

V

 

18

6

3

3

3

3

I

R

U

 

 

R

3 

 

J

 

 

E

1 

 

R

1 

 

U

3 

 

R

2 

 

R

4 

 

U

2 

 

U

4 

 

U

J 

 

U

1 

 

I

3 

 

I

1 

 

R

3 

 

J

 

 

E

1 

 

R

1 

 

U

3 

 

R

2 

 

R

4 

Można również napięcie U

3

 obliczyć stosując 

np. metodą węzłową tak: 

U3

1

R1

R4

E1

J1

1

R1

R4

1

R3

18V



 

AMD

background image

Pomiary w obwodach prądu stałego 

Oblicz prąd I

2

 stosując zasadę superpozycji. 

Dane: E

1

= 18V, E

2

= 12V, R

1

 = 3



 R

3

 = 4



 

 

 

 

 

Rozwiązanie 

Zasada superpozycji dla prądu I

2

 

)

2

(

2

)

1

(

2

2

E

E

I

I

I

 

    

Działa źródło E

1

E

= 0 

                                            Działa źródło E

2

E

= 0 

 

 

 

 

 

   

   

A

 

6

3

18

1

1

)

1

(

2

R

E

I

E

                                              

A

 

7

4

12

3

12

3

2

1

2

)

2

(

2

R

E

R

E

I

E

 

 

Zatem prąd 

I

obliczony z zasady superpozycji wynosi: 

A

 

1

7

6

)

2

(

2

)

1

(

2

2

E

E

I

I

I

 

 

 R

3 

 E

1 

 R

1 

 I

2

(E1) 

 R

3 

 E

2 

 E

1 

 R

1 

 I

2

(E2) 

 R

1 

 E

2 

 R

3 

 E

1 

 I

2 

AMD