Instrukcja do ćwiczenia nr 1 BADANIE OBWODÓW ELEKTRYCZNYCH NAPIĘCIA STAŁEGO

ĆWICZENIE NR 1

BADANIE OBWODÓW ELEKTRYCZNYCH NAPIĘCIA STAŁEGO

1. Cel ćwiczenia

Praktyczna ilustracja wybranych, podstawowych praw obwodów liniowych - podana na przykładzie obwodu rezystancyjnego z wymuszeniami stałymi. Eksperymentalna weryfikacja twierdzenia Thevenina, zasady superpozycji i metody prądów oczkowych.

2. Program ćwiczenia

2.1. Zestawić układ pomiarowy i zgłosić do sprawdzenia. Nastawić na zasilaczu i zapisać do protokółu wartość E 1 podaną przez prowadzącego (napięcie zmierzyć woltomierzem cyfrowym).

E 1 = ......... V

a2

1

I3

A1

P2

A3

R

b2

3

E2

E1

V

R2

R4

a1

b1

A2

W1

W2

P1

R1

1’

Rys. 1. Schemat układu do eksperymentalnej weryfikacji twierdzenia Theveninna, zasady superpozycji i metody prądów oczkowych

R 1 = 9,2 Ω R 2 - rezystor suwakowy 7,7 Ω R 3 = 6,5 Ω R 4 - rezystor dekadowy 10 Ω

E 1 = 11; 11,5; ... 13,5; 14 V V – woltomierz cyfrowy S p r a w d z e n i e t w i e r d z e n i a T h e v e n i n a 3. Za pomocą rezystora suwakowego R 2 ustawić napięcie na rozwartych zaciskach 1-1’ (P1 - a1, P2 - a2, W1 - zamknięty, W2 - otwarty) bliskie wartości podanej przez prowadzącego (4; 4,5 lub 5 V). Zapisać wartość pomierzonego napięcia jako napięcie źródłowe E 2 i nastawić je (posługując się woltomierzem cyfrowym) na drugim zasilaczu.

E 2 = ......... V

Uwaga: W pozostałych pomiarach nie zmieniać położenia rezystora suwakowego R 2.

3.1. Pomierzyć prąd zwarcia płynący przez zaciski 1-1’ ( R 4 = 0, W1 - otwarty, W2 - zamknięty) I zw = ............. mA

3.2. Zdjąć charakterystykę prądu I 3 w funkcji obciążenia R 4: a) dla działającego źródła podstawowego E 1 (P1 - a1, P2 - a2, W1 - otwarty, W2 - zamknięty) b) dla działającego źródła zastępczego E 2 (P1 - b1, P2 - b2, W1 - otwarty, W2 - zamknięty).

Laboratorium Teoria Obwodów, ZAKŁAD METROLOGII I PODSTAW ELEKTROTECHNIKI 1

Instrukcja do ćwiczenia nr 1 BADANIE OBWODÓW ELEKTRYCZNYCH NAPIĘCIA STAŁEGO

Tabela 1. Weryfikacja twierdzenia Thevennina

I

I

I

R

3 (źródło

3 (źródło

3

4

podstawowe)

zastępcze)

(obliczone)

Ω

mA

mA

mA

0

1

2

3

.

.

10

S p r a w d z e n i e m e t o d : s u p e r p o z y c j i i p r ą d ó w o c z k o w y c h 4. Pomierzyć wartości prądów w gałęziach obwodu dla następujących przypadków: a) załączone E 1 i E 2 (P1 - a1, P2 - b2, W1 - otwarty, W2 - zamknięty), b) załączone E 1 (P1 - a1, P2 - a2, W1 - otwarty, W2 - zamknięty), c) załączone E 2 (P1 - b1, P2 - b2, W1 - otwarty, W2 - zamknięty).

Tabela 2. Wyniki z weryfikacji metody superpozycji i prądów oczkowych Załączone:

E 1 i E 2

E 1

E 2

R 4

I

’

’

’

’’

’’

’’

1

I 2

I 3

I1

I 2

I 3

I 1

I 2

I 3

Ω

mA mA mA mA mA mA mA mA mA

0

2

4

6

8

10

5. Opracowanie wyników

5.1. obliczyć podział rezystora suwakowego R 2 ustalony w pkt. 3; 5.2. dwiema metodami wyznaczyć rezystancję wzierną (rezystancję Thevenina) R T widzianą z zacisków 1- 1’:

5.2.1. na podstawie pomiarów w p-tach 3 oraz 3.1; 5.2.2. na podstawie znajomości rezystancji R 1, R 3 oraz podziału rezystora suwakowego R 2; 5.3. obliczyć wartości I 3 = f( R 4) (tabela nr 1) na podstawie twierdzenia Thevenina; 5.4. narysować na wspólnym wykresie zależności I 3 = f( R 4) dla trzech przypadków, 5.5. dla zadanej przez prowadzącego wartości rezystancji R 4= ......... Ω obliczyć rozpływ prądów w obwodzie z pkt. 4 a metodą prądów oczkowych oraz metodą superpozycji.

5.6. Dyskusja otrzymanych wyników i uwagi na temat przeprowadzonego ćwiczenia.

Laboratorium Teoria Obwodów, ZAKŁAD METROLOGII I PODSTAW ELEKTROTECHNIKI 2