wiczenie.1 BADANIE OBWODÓW LINIOWYCH PR DU STAŁEGO

Podstawowymi elementami wchodz cymi w skład badanych układów s rezystancje (elementy pasywne) oraz rzeczywiste ródła napi ciowe i pr dowe.

Zestaw wiczeniowy wyposa ono w ródła o specjalnych charakterystykach. ródła te b dziemy nazywa „ wiczeniowymi” i oznacza tak samo jak idealne, chocia idealnymi s tylko w okre lonym zakresie:

– „ wiczeniowe” ródła napi ciowe maj ograniczenie pr dowe Ig < Iogr < Izw, co czyni je odpornymi na zwarcie, lecz zaw a zakresy pracy do 0 < I < Ig , kiedy napi cie ma stał

warto U = E,

I

U

E

U

E

0

Ig

Izw I

– „ wiczeniowe” ródła pr dowe maj ograniczenie napi ciowe Ug < Uogr < Urozw , co czyni je odpornymi na rozwarcie, lecz zaw a zakresy pracy do 0 < U < Ug , kiedy pr d ma stał

warto I = I r.

I

I

I

I

U

0

Ug

Urozw U

Trzeba doda , e konstrukcja ródeł „ wiczeniowych” nie pozwala na u ywanie ich jako odbiorników aktywnych, tzn. narzuca warunek zgodno ci realnie wyst puj cych zwrotów napi cia i pr du.

W trakcie wykonywania wiczenia dokonuje si operacji wył czenia i zał czenia napi cia ródłowego E lub pr du ródłowego I r w zamodelowanych ródłach rzeczywistych.

1

Wykonanie wiczenia

Prowadz cy wiczenie okre la, które ze ródeł „ wiczeniowych” wchodz cych w skład zestawu b d u ywane (okre la te wysterowanie ródła pr dowego).

1.1 BADANIE RÓDEŁ „ WICZENIOWYCH”

+

I

A

E

W

V

Robc

-

Tablica wyników pomiarów i oblicze

ródło napi ciowe

ródło pr dowe

Wyznaczone

Lp

I

U

I

U

E

Ig

I

Ug

mA

V

mA

V

V

mA

mA

V

+

I

A

W

I

V

Robc

-

Warto ci okre lone na podstawie pomiarów: E, Ig; I r, Ug.

1.2 BADANIE RÓDEŁ RZECZYWISTYCH

I obiekt ródło napi ciowe

+

REw

I

A

E=. . . . V

E

W

V

R

I

obc

g=. . . . mA

-

E

Dobrana warto rezystancji wewn trznej: R

.

Ew = ..... Ω

. ≥

= ..... Ω

.

Ig

E

Pr d zwarcia ródła rzeczywistego: I

=

=

.

max

..... m

. A

REw

E 2

Moc wewn trzna przy zwarciu ródła rzeczywistego: P

=

=

.

max

......

E

W

REw

Zmiany warto ci rezystancji obci enia Robc: od do 0.

2

Tablica wyników pomiarów i oblicze Pomiary Obliczenia

I

U

P

P

P

R

Lp I

U P

E

w

obc

obc

E Pw Pobc Robc

I

P

P

P

R

max

E

E max

E max

E max

Ew

mA V W W W

–

–

–

–

–

–

–

U

P

Wzory oblicze : P

obc

E=E I ; Pw=REw I2 ; Pobc=U I ; R

=

; η =

obc

I

PE

II obiekt ródło pr dowe

+

I

A

W

I r=. . . . mA

I

Ug=. . . . V

RIw

V

Robc

-

U

Dobrana warto rezystancji wewn trznej: R = ..... Ω

. ≤ g

.

Iw

= ..... Ω

.

I r

Napi cie stanu jałowego ródła rzeczywistego: Umax=RIw =. . . . . mA.

Moc wewn trzna przy rozwarciu ródła rzeczywistego: PImax=RIw I2 r=. . . . W.

Zmiany warto ci rezystancji obci enia Robc : od 0 do Tablica wyników pomiarów i oblicze

Pomiary Obliczenia

I

U

P

P

P

R

Lp U I

P

I

w

obc

obc

I

Pw Pobc Robc

I

U

P

P

P

R

r

max

Im ax

Im ax

Im ax

Iw

V mA W W W

–

–

–

–

–

–

–

U 2

U

P

Wzory do oblicze : P

obc

I=U I r ; P =

; P

R =

; η =

w

R

obc=U I ; obc

I

P

Iw

I

3

1.3 BADANIE OBWODU ROZGAŁ ZIONEGO

Prowadz cy wiczenie okre la struktur liniowego pasywnego układu o znanych warto ciach rezystancji. Warto ci rezystancji w R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

W wybranych gał ziach przył czamy dobrane w poprzednim punkcie ródła rzeczywiste.

+

REw

+

I

I

W

E

W

I

RIw

-

-

Zasada superpozycji - mierzymy amperomierzami warto ci pr dów w gał ziach: a) przy wł czonych obu ródłach; b, c) przy wł czonym ka dym ródle z osobna. Wyniki powinny potwierdza zasad superpozycji. W razie stwierdzenia, e tak nie jest, zmieniamy biegunowo jednego ze ródeł ( ródło „ wiczeniowe" nie mo e by odbiornikiem aktywnym; to jest wła nie taka sytuacja).

Twierdzenie Thevenina - odł czamy amperomierz w wybranej gał zi obwodu i na jego miejsce doł czamy woltomierz (mierzymy napi cie stanu jałowego), po czym odł czamy go, wył czamy ródła i mierzymy rezystancj wej ciow obwodu.

Tablica wyników pomiarów i oblicze

Zasada

Wł czone Ix

Iy

Iz

Twierdzenie

Ux0 Rwx

superpozycji

ródła

mA mA mA Thevenina

V

a

E i I r

Pomiary

Pomiary b

E

U

c

I

Obliczenie

x

R

0

=

r

wx

I

Obliczenia (b+c) E i I

x

r

Opracowanie sprawozdania

1. Wykorzystuj c wyniki pomiarów uzyskane w p. 1.1, wykre lamy charakterystyki ródeł: U=fE(I) i I = fI(U)

2. Wykorzystuj c wyniki pomiarów uzyskane w p. 1.2, wykre lamy charakterystyki ródeł: U = fE(7) i I=fI(U) oraz zale no ci - dla obu ródeł - wzgl dnych warto ci pr du, napi cia i mocy oraz sprawno ci, od wzgl dnych warto ci rezystancji obci enia.

3. Na drodze teoretycznej analizy obwodu badanego w p. 1.3, obliczamy warto ci pr dów gał ziowych i porównujemy je z wynikami pomiarów.

4. Formułujemy własne spostrze enia, uwagi i wnioski, dotycz ce wykonanego wiczenia.

4