|
|
gr. lab.
|
gr. ćw.
|
ocena : |
|
Laboratorium |
|||||
nr ćw.
|
TEMAT: Pomiary rezystancji i mocy prądu stałego metodą techniczną.
|
data wyk. ćw.
|
Data oddania Sprawozdania
|
podpis: |
|
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie z pomiarami rezystancji i mocy prądu stałego metodą techniczną. Ćwiczenie ma zaznajomić z wpływem właściwego doboru przyrządów pomiarowych i układu pomiarowego na dokładność pomiarów.
Układy pomiarowe
układ dokładnie mierzonego napięcia układ dokładnie mierzonego prądu
Przebieg ćwiczenia
Określenie przedziału prądu pomiarowego dla kolejnych rezystorów
R[] |
P[W] |
Imin[mA] |
Imax[mA] |
6 |
4 |
81 |
250 |
120 |
2 |
13 |
39 |
1000 |
2 |
4,5 |
13,4 |
10000 |
2 |
1,4 |
4,0 |
30000 |
2 |
0,8 |
2,5 |
56000 |
2 |
0,6 |
1,8 |
150000 |
2 |
0,37 |
1,1 |
przykładowe obliczenia :
,
Określenie prawidłowego układu pomiarowego dla odpowiednich rezystorów
R[] |
Ipom[mA] |
zakres V[V] |
zakres A[mA] |
RA[Ω] |
RV[kΩ] |
Rodzaj układu |
6 |
250 |
1,5 |
300 |
0,08 |
1,5 |
dokł.pom.napięcia |
120 |
40 |
7,5 |
75 |
0,31 |
7,5 |
dokł.pom.napięcia |
1000 |
15 |
15 |
15 |
1,54 |
15 |
dokł.pom.prądu |
10000 |
5 |
50 |
7,5 |
3,07 |
50 |
dokł.pom.prądu |
30000 |
3 |
150 |
3 |
7,67 |
150 |
dokł.pom.prądu |
56000 |
3 |
300 |
3 |
7,67 |
300 |
dokł.pom.prądu |
150000 |
1 |
300 |
1 |
20 |
300 |
dokł.pom.prądu |
przykładowe obliczenia:
rezystancja amperomierza rezystancja woltomierza
- dla - układ poprawnie mierzonego prądu
- dla - układ poprawnie mierzonego napięcia
Rx = 6 Ω 
— układ poprawnie mierzonego napięcia
Układ poprawnie mierzonego prądu
Pomiar rezystancji
R[] |
Rx[Ω] |
Ip[mA] |
Up[V] |
δU[%] |
δI[%] |
δmI[%] |
δ[%] |
1000 |
1000 |
15 |
15 |
±0,5 |
±0,5 |
0,2 |
±1,0%+0,2% |
10000 |
9800 |
5 |
49 |
±0,6 |
±0,8 |
0,1 |
±1,4%+0,1% |
30000 |
30000 |
3 |
90 |
±0,9 |
±0,5 |
0,1 |
±1,4%+0,1% |
56000 |
55666 |
3 |
167 |
±0,9 |
±0,5 |
0,1 |
±1,4%+0,1% |
150000 |
155000 |
1 |
155 |
±1,0 |
±1,0 |
0,1 |
±2,0%+0,1% |
Przykładowe obliczenia:
R[Ω] |
Rx[Ω] |
R'x[Ω] |
Wynik pomiaru Rx |
Wynik pomiaru R'x |
1000 |
1000 |
998,5 |
(1000,0±9,9+2,0)Ω |
(998,5±9,9)Ω |
10000 |
9800 |
9796,9 |
(9800±138+10)Ω |
(9797±138)Ω |
30000 |
30000 |
29992,3 |
(30000±420+30)Ω |
(29992±420)Ω |
56000 |
55666 |
55658,3 |
(55666±780+56)Ω |
(55658±780)Ω |
150000 |
155000 |
154980 |
(155000±3100+155)Ω |
(154980±3100)Ω |
R'x =Rx - RA = 1000Ω - 1,54Ω = 998,46Ω
Pomiar mocy
R[] |
Px[mW] |
Ip[mA] |
Up[V] |
δU[%] |
δI[%] |
δmI[%] |
δ[%] |
1000 |
225 |
15 |
15 |
±0,5 |
±0,5 |
0,2 |
±1,0%+0,2% |
10000 |
245 |
5 |
49 |
±0,6 |
±0,8 |
0,1 |
±1,4%+0,1% |
30000 |
270 |
3 |
90 |
±0,9 |
±0,5 |
0,1 |
±1,4%+0,1% |
56000 |
501 |
3 |
167 |
±0,9 |
±0,5 |
0,1 |
±1,4%+0,1% |
150000 |
155 |
1 |
155 |
±1,0 |
±1,0 |
0,1 |
±2,0%+0,1% |
R[Ω] |
Px[mW] |
P'x[mW] |
Wynik pomiaru Px |
Wynik pomiaru P'x |
1000 |
225 |
224,7 |
(225,0±2,3+0,5)mW |
(224,7±2,3)mW |
10000 |
245 |
244,9 |
(245,0±3,5+0,3)mW |
(244,9±3,5)mW |
30000 |
270 |
269,9 |
(270,0±3,8+0,3)mW |
(269,9±3,8)mW |
56000 |
501 |
500,9 |
(501,0±7,1+0,5)mW |
(500,9±7,1)mW |
150000 |
155 |
154,9 |
(155,0±3,1+0,2)mW |
(224,7±3,1)mW |
P'x = Px - Ip2 RA = 0,225 - 0,0152 *1,54 = 224,7mW
Układ poprawnie mierzonego napięcia
Pomiar rezystancji
R[] |
Rx[Ω] |
Ip[mA] |
Up[V] |
δU[%] |
δI[%] |
δmU[%] |
δ[%] |
6 |
6,0 |
250 |
1,5 |
±0,5 |
±0,6 |
-0,4 |
±1,1%-0,4% |
120 |
117,5 |
40 |
4,7 |
±0,8 |
±1,0 |
-0,1 |
±1,8%-0,1% |
Przykładowe obliczenia:
R[Ω] |
Rx[Ω] |
R'x[Ω] |
Wynik pomiaru Rx |
Wynik pomiaru R'x |
6 |
6,0 |
6,02 |
(6,00±0,07-0,03)Ω |
(6,02±0,07)Ω |
|
117,5 |
119,4 |
(117,5±2,2-0,2)Ω |
(119,4±2,2)Ω |
Pomiar mocy
R[] |
Px[mW] |
Ip[mA] |
Up[V] |
δU[%] |
δI[%] |
δmU[%] |
δ[%] |
6 |
375 |
250 |
1,5 |
±0,5 |
±0,6 |
0,4 |
±1,1%+0,4% |
120 |
188 |
40 |
4,7 |
±0,8 |
±1,0 |
0,1 |
±1,8%+0,1% |
R[Ω] |
Px[mW] |
P'x[mW] |
Wynik pomiaru Px |
Wynik pomiaru P'x |
6 |
375 |
373,5 |
(375,0±4,2+1,5)mW |
(373,5±4,1)mW |
120 |
188 |
185,1 |
(188±3,4+0,2)mW |
(185,1±3,4)mW |
P'x = Px - Up2 / RV = 0,375 - 1,52 / 1500 = 373,5mW
Aparatura pomiarowa
zestaw rezystorów
mikroamperomierz Nr 1410020 Typ: LG-1 kl. 1
miliamperomierz Nr 1601364.79 Typ: LM-3 kl. 0,5
woltomierz Nr 3803277.78 Typ: LM-3 kl. 0,5
zasilacz typ IZS-5/71
opornik dekadowy D-501
Wnioski
W układzie poprawnie mierzonego prądu błąd względny metody maleje wraz ze wzrostem rezystancji rezystorów . Otrzymane wartości rezystancji RX są znacznie większe od rezystancji amperomierza. W układzie poprawnie mierzonego napięcia ze wzrostem rezystancji rośnie wartość błędu względnego metody.
Z pomiarów mocy w układzie poprawnie mierzonego prądu otrzymaliśmy, że błąd metody jest tym mniejszy im mniejsza jest rezystancja amperomierza przy jednocześnie dużej wartości rezystancji RX. Natomiast w układzie poprawnie mierzonego napięcia błąd metody maleje wraz ze wzrostem rezystancji woltomierza i zmniejszaniu się wartości RX
Układ poprawnie mierzonego napięcia powinien być stosowany do pomiaru małych rezystorów ponieważ rezystancja wewnętrzna woltomierza jest bardzo duża w porównaniu z rezystancją mierzoną. Tak więc wypadkowa wartość tych rezystancji jest w przybliżeniu równa jest rezystancji mierzonej. Natomiast w układzie poprawnie mierzonego prądu rezystancja amperomierza jest bardzo mała w stosunku do rezystancji RX wobec tego nie wpływa ona w sposób istotny na wynik pomiaru.
