Politechnika Lubelska
Katedra Podstaw Metrologii
Laboratorium Metrologii
Sprawozdanie z ćwiczenia nr 1.
Temat :Badanie laboratoryjnych źródeł prądu .
Wykonano: 29.10.99
Grupa : wykonał : Czuryło Paweł
1.Czuryło Paweł
2.Banach Tomasz
Grupa ED 5.1 |
Rok akad. 1999/2000 |
Cel ćwiczenia :
Celem ćwiczenia jest poznanie podstawowych źródeł napięcia i prądu stałego i przemiennego oraz metod pomiaru ich charakterystycznych parametrów.
1. Pomiar charakterystyki obciążenia źródła elektrochemicznego
Układy pomiarowe:
Dane przyrządów pomiarowych:
A - Amperomierz magnetoelektryczny, kl. 0.5,
R = 23/In(mA)+0,004 [Ω] PL-P3-520-E6/
V - Woltomierz cyfrowy, G-1002.500 zakres 2V PL-T-4219-E2-M
W - Wyłącznik
R0 - Rezystory nastawne :
a) 89Ω , 1.1A PL-K-039-E6/
b) 2.1Ω , 8A PL-P3-90-E6
Wyniki pomiarów według schematu z rysunku a)
Lp. |
|
Zakres [mA] |
||
|
U [V] |
15 |
30 |
75 |
|
|
I [mA] |
||
1 |
1,238 |
13,45 |
- |
- |
2 |
1,236 |
15 |
- |
- |
3 |
1,242 |
- |
15 |
- |
4 |
1,238 |
- |
17,5 |
- |
5 |
1,232 |
- |
20 |
- |
6 |
1,190 |
- |
22,5 |
- |
7 |
1,181 |
- |
25 |
- |
8 |
1,164 |
- |
30 |
- |
9 |
1,142 |
- |
- |
40 |
10 |
1,235 |
- |
- |
50 |
11 |
1,238 |
- |
- |
60 |
12 |
1,233 |
- |
- |
70 |
Obliczenia:
Charakterystyka obciążeenia akumulatora U=f(I0) dla układu z rysunku a)
Jak wynika z obliczeń oraz z charakterystyki U=f(I0) pomiary zostały przeprowadzone błędnie , przyczyną tego było wadliwe połączenie pomiędzy zaciskiem a wtyczką bananową o czym przekonałem się dopiero po wykonaniu pomiarów. Ze względu na to nie dokonywałem obliczeń rezystancji wewnętrznej dla pozostałych pomiarów.
Wyniki pomiarów według schematu z rysunku b)
|
|
Zakres [mA] |
|
||||||
Lp. |
U [V] |
15 |
30 |
75 |
150 |
300 |
750 |
1500 |
Rw [mΩ] |
|
|
I0 [mA] |
|
||||||
1 |
1,258 |
15 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,00 |
2 |
1,257 |
- |
25 |
- |
- |
- |
- |
- |
40,00 |
3 |
1,256 |
- |
- |
40 |
- |
- |
- |
- |
50,00 |
4 |
1,255 |
- |
- |
60 |
- |
- |
- |
- |
50,00 |
5 |
1,253 |
- |
- |
- |
100 |
- |
- |
- |
50,00 |
6 |
1,251 |
- |
- |
- |
150 |
- |
- |
- |
46,67 |
7 |
1,245 |
- |
- |
- |
- |
300 |
- |
- |
43,33 |
8 |
1,232 |
- |
- |
- |
- |
- |
600 |
- |
43,33 |
9 |
1,244 |
- |
- |
|
- |
- |
750 |
- |
45,33 |
10 |
1,217 |
- |
- |
- |
|
- |
- |
800 |
51,25 |
11 |
1,213 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
900 |
50,00 |
12 |
1,210 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1000 |
48,00 |
Obliczenia:
Charakterystyka obciążeenia akumulatora U=f(I0) dla układu z rysunku b)
2. Charakterystyka U=f(I0) elektronicznego stabilizatora
Układ pomiarowy:
Dane przyrządów pomiarowych:
At −Autotransformator Imax=10A , U=0−250V , 2,5KVA PL-P3-55-E6
V1−woltomierz magnetoelektryczny , kl 0,5 , zakres 300V
R=300V/22,5mA=13,33KΩ PL-P3-339-E6
A - Amperomierz magnetoelektryczny, kl. 0.5,
R = 23/In(mA)+0,004 [Ω] PL-P3-520-E6/
V2 − Woltomierz cyfrowy, G-1002.500 zakres 2V PL-T-4219-E2-M
R0 - Rezystor nastawny , R=46Ω , Imax=2,4A PL-k-020-E6
ZASILACZ−napięcie znamionowe 5V ,Imax=2,4A , Pmax=80VA PL-P3-721/E6
Wyniki pomiarów.
Lp |
- |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
U1 |
V |
220 |
220 |
220 |
220 |
220 |
220 |
220 |
220 |
220 |
220 |
220 |
220 |
U2 |
V |
5,06 |
5,05 |
5,04 |
5,04 |
5,03 |
5,03 |
5,02 |
5,02 |
5,00 |
4,99 |
4,94 |
4,92 |
I0 |
mA |
0 |
100 |
125 |
150 |
200 |
300 |
500 |
700 |
1000 |
1500 |
2000 |
2300 |
Charakterystyka U=f(I0) stabilizatora elektronicznego.
3. Wyznaczanie współczynnika stabilizacji zasilacza stabilizowanego dla 100%, 50%, 20%, 10% maksymalnego prądu obciążenia przy zmianach napięcia zasilającego
± 10% Un.
Układ pomiarowy:
Dane przyrządów pomiarowych:
At −Autotransformator Imax=10A , U=0−250V , 2,5KVA PL-P3-55-E6
V1−woltomierz magnetoelektryczny , kl 0,5 , zakres 300V
R=300V/22,5mA=13,33KΩ PL-P3-339-E6
A - Amperomierz magnetoelektryczny, kl. 0.5,
R = 23/In(mA)+0,004 [Ω] PL-P3-520-E6/
V2 − Woltomierz cyfrowy, G-1002.500 zakres 2V PL-T-4219-E2-M
R0 - Rezystor nastawny , R=46Ω , Imax=2,4A PL-K-020-E6
ZASILACZ−napięcie znamionowe 5V ,Imax=2,4A , Pmax=80VA PL-P3-721/E6
Wyniki pomiarów:
I/Io |
U1max |
U1min |
U2max |
U2min |
S1 |
S2 |
||
[%] |
[V] |
|
|
|||||
100 |
240 |
200 |
4,84 |
4,83 |
2,8 |
2,7 |
||
50 |
240 |
200 |
4,94 |
4,92 |
7,6 |
5,7 |
||
20 |
240 |
200 |
4,95 |
4,94 |
9,1 |
7,6 |
||
10 |
240 |
200 |
4,96 |
4,95 |
11,4 |
9,1 |
Przykładowe obliczenia :
1)ΔUwe=20V ΔUwy=0,05V Uwe=220V Uwy=4,95V
2) ΔUwe=20V ΔUwy=0,06V Uwe=220V Uwy=4,94V
Zależność współczynnika stabilizacji od obciążenia.
4)Charakterystyka Uwyj=f(α) autotransformatora.
Układ pomiarowy:
Przyrządy:
At −Autotransformator Imax=10A , U=0−250V , 2,5KVA PL-P3-55-E6
V − Woltomierz cyfrowy, G-1002.500 zakres 2V PL-T-4219-E2-M
Wyniki pomiarów:
Lp |
- |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
Uwyj |
V |
8 |
20 |
29 |
39 |
49 |
60 |
71 |
82 |
94 |
104 |
115 |
126 |
138 |
α |
Dz |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
Lp |
- |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
|
Uwyj |
V |
146 |
160 |
170 |
181 |
192 |
204 |
212 |
223 |
234 |
246 |
256 |
263 |
|
α |
Dz |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
|
Zależność napięcia wyjściowego autotransformatora od wychylenia regulatora Uwyj=f(α).
5)Charakterystyka potencjometru
Układ pomiarowy:
Przyrządy:
At −Autotransformator Imax=10A , U=0−250V , 2,5KVA PL-P3-55-E6
V − Woltomierz cyfrowy, G-1002.500 zakres 2V PL-T-4219-E2-M
R − rezystor nastawny R=484Ω , Imax=0,5A PL-P3-57-E6
Wyniki pomiarów:
Lp |
- |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
L |
Cm |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
U |
V |
1,8 |
6,1 |
9,4 |
14,2 |
19,2 |
24,2 |
28,8 |
33,8 |
38,9 |
43,5 |
49,1 |
54,7 |
Lp |
- |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
L |
Cm |
26 |
28 |
30 |
32 |
34 |
36 |
38 |
40 |
42 |
44 |
46 |
48 |
U |
V |
59,4 |
63,5 |
68,0 |
73,4 |
78,4 |
83,6 |
88,6 |
94,3 |
98,9 |
104,0 |
108,3 |
108,3 |
Charakterystyka potencjomertu U=f(l) , gdzie L-przesunięcie suwaka potencjometru w cm.
Wnioski:
Woltomierzem używanym do wyznaczania SEM akumulatora i jego rezystancji wewnętrznej był multimetr cyfrowy. Charakteryzuje się on bardzo dużą rezystancją wewnętrzną, dlatego też pomiar SEM akumulatora obdarzony jest małym błędem . Rezystancja wewnętrzna akumulatora jak wykazują przeprowadzone pomiary jest w przybliżeniu stała, zmienia się nieznacznie z prądem obciążenia.
Na podstawie pomiarów wykonanych podczas badania elektronicznego stabilizatora napięcia widać, że jego napięcie maleje wraz ze wzrostem prądu obciążenia. W chwili gdy prąd osiągnie wartość krytyczną (Iomax=2,4 A ) napięcie wyjściowe maleje niemal do zera. Zmniejszaniu się napięcia wyjściowego towarzyszy zmniejszanie się prądu. Badany zasilacz charakteryzuje się dobrym i stałym współczynnikiem stabilizacji. Współczynnik stabilizacji badanego zasilacza znacznie maleje po przekroczeniu prądu 0,5Iomax.
Badanie potencjometru suwakowego pozwoliło wykazać, że charakterystyka napięcia wyjściowego w funkcji przesunięcia suwaka jest linią prostą .Wnioskiem stąd jest to, że badany potencjometr był potencjometrem liniowym o równomiernym rozmieszczeniu uzwojeń drutu oporowego.
Pomiary wykonane przy badaniu autotransformatora laboratoryjnego Uwy= f (α) wykazują, że skalę autotransformatora należy traktować jako orientacyjną, gdyż wartość napięcia wyjściowego nie pokrywa się z wartością napięcia nastawionego na autotransformatorze. Aby uzyskiwać żądane wartości napięcia dołączyć należy woltomierz do autotransformatora.
1
9
U(V)
I0(mA)
U(V)
I0(mA)
V2
mA
Ro
V1
Zasilacz
~220V
At
I0(mA)
U(V)
V2
mA
Ro
V1
Zasilacz
At
Uwe-10%
Uwe+10%
S
I0max(%)
Uwyj(V)
α(dz)
R
V
AT
∼ 220 V
L(cm)
U(V)