|
|
|
|
POMIAR MOCY WYJCIOWEJ I ZNIEKSZTACE NIELINIOWYCH NAPI ODKSZTACONYCH |
|
1. Wstp.
Celem wiczenia jest okrelenie zalenoci pomidzy moc wyjciow generatora, zalenoci moc wyjciow, a impedancj (rezystancj) odbiornika P=f(Zobc) oraz zaleno pomidzy moc wyjciow a napiciem P=f(U). Nastepnie naley ustalic poziom znieksztauce nieliniowych generatora w pasmie akustycznym, oraz przeprowadzi pomiary wyszych harmonicznych nanowoltomierzem selektywnym dla przebiegów prostokatnego i trójkatnego.
2. Schematy pomiarowe :
2.1 Schemat ukady do wyznaczania charakterystyk : P=f(Zobc), P=f(U) :
2.2 Schemat ukadu do wyznaczania bdów wskaza woltomierzy o rónych ustrojach w zalenoci od czstotliwoci i ksztatu napicia:
2.3 Schemat ukadu do wyznaczania wartoci harmonicznych napicia:
3. Tabele pomiarowe
3.1 Wyznaczanie charakterystyki P=f(Zobc)
U = 1.5 V, f = 1 kHz |
|
P [W] |
Zobc [W] |
0.748 1 1.2 1.368 1.506 1.722 1.886 2.8 3 3.4 3.6 3.6 3.9 3.9 4.1 4 4.1 4.2 4.1 |
200 300 400 500 600 800 1000 1250 1500 2000 2500 3000 5000 6000 8000 10000 12000 15000 20000 |
3.2 Wyznaczanie charakterystyki P=f(U)
Zobc = Zwyj = 600 W, f = 1 kHz |
|
U [V] |
P [W] |
0.28 0.388 0.610 0.800 1.145 1.340 1.635 1.998 2.00 |
0 0.001 0.003 0.005 0.01 0.012 0.02 0.03 0.04 |
3.3. Okrelenie poziomu znieksztauce nieliniowych operatora w pamie akustycznym.
U = const. = 1.5V
f |
Znieksz. |
f |
Znieksz. |
kHz |
% |
kHz |
% |
0.02 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.8 2.4 2.9 4 4.5 5 6 8 10 |
4 4.1 4.1 5 5 5 5 5 5.5 5.5 5 4.8 5 0.9 5.5 6 6 |
12 12.5 13 14 14.5 15 16 17 17.5 18 18 19 20 |
6 5 5.5 5 6 0.56 5 5.5 5.5 5 5 5 0.48 |
3.5. Wyznaczanie wartoci harmonicznych napicia:
Przebieg prostoktny Uskt. = 98mV dla 700Hz. Znieksztaucenia nieliniowe 38%.
F |
U |
0.7 1.4 2.1 2.8 3.5 4.2 4.9 5.6 6.3 7 7.7 |
78 6.7 25 7.3 14.8 7 10 6.8 7.41 6.2 5.8 |
Przebieg trójktny. Znieksztaucenia nieliniowe 11.8%
F |
U |
0.7 1.4 2.1 2.8 3.5 4.2 4.9 5.6 6.3 7 7.7 |
100 6 11 3 3.9 2 2.1 1.5 1.4 1.2 1.1 |
4 WNIOSKI :
W pierwszej czci wiczenia wykonywalimy pomiary mocy wyjciowej generatora i wspóczynnika znieksztace harmonicznych w zalenoci od impedancji (rezystancji) obcienia. Zmierzone wartoci posuyy do wykrelenia charakterystyk: P=f(Zobc) i P=f(U).
Charakterystyka P=f(Zobc) przedstawia krzyw, która w idealnym przypadku jest hiperbol. Wraz ze wzrostem impedancji obcienia moc malaa. W naszym przypadku najmniejsza impedancja obcienia wynosia 2.5 , a najwiksza 60 .
Z charakterystyki P=f(U) wynika, e wraz ze wzrostem napicia moc ronie wykadniczo.
W drugiej czci wiczenia wykonywalimy pomiary napicia woltomierzami o rónych typach ustrojów. Obserwujc wskazania poszczególnych woltomierzy przy wzrocie czstotliwoci mierzonego napicia moemy stwierdzi, e :
1) miernik wzorcowy, za jaki uznalimy woltomierz cyfrowy, w caym zakresie czstotliwoci wskazywa podobn warto napicia zasilajcego,
2) miernik magnetoelektryczny- miernik o takim ustroju mona zastosowa do pomiaru wielkoci przemiennych tylko wówczas, gdy w ukadzie miernika zastosujemy prostownik póprzewodnikowy ( jego zastosowanie jest konieczne, gdy w przeciwnym przypadku w zwizku z cech tego ustroju wskazówka nie wychyliaby si). Miernik mierzy wówczas warto redni przebiegu sinusoidalnego. Warto skuteczn mona uzyska zamieniajc warto redni na maksymaln, a nastpnie maksymaln na skuteczn, przy czym warto trzeba pomnoy przez wspóczynnik ksztatu równy 1.11. Woltomierz wskazywa poprawnie warto napicia w caym zakresie czstotliwoci. Rónica midzy wartoci wzorcow napicia a wartoci zmierzon wynika wic nie z wartoci czstotliwoci mierzonego napicia a jedynie z bdów systematycznych (klasa dokadnoci, dokadno odczytu itp.).
3) przy pomiarze napicia za pomoc woltomierza elektromagnetycznego stwierdzilimy, e miernik ten, pomimo zamieszczonej na podzielni informacji o zakresie czstotliwoci pracy 20 Hz - 20 kHz, nie nadaje si zupenie do pomiaru wartoci napicia o czstotliwoci wyszej ni 10 kHz (na ogó mierniki o tym ustroju stosowane s do pomiaru wartoci prdów i napi sinusoidalnych o czstotliwoci technicznej). Bd pomiaru zawiera si pomidzy 0 a 50 %. Jednoczenie mierniki elektromagnetyczne za spraw zalenoci bezwadnoci i tumienia od kwadratu wartoci skutecznej prdu moe by stosowany do pomiaru wartoci skutecznej prdów i napi przemiennych bez wzgldu na ich ksztat (dla niewielkich czstotliwoci).
4) warto napicia zmierzonego przy pomocy woltomierzy: lampowego i selektywnego jest bardzo zbliona do wartoci poprawnej i równie nie zaley od czstotliwoci. Tak dobre dokadnoci pomiaru s zwizane ze sposobem wykonania tych mierników, oraz waciwociami elementów uytych do ich budowy.
W trzeciej czci wiczenia wykonywalimy pomiar napicia trójktnego woltomierzami o rónych typach ustrojów,. Woltomierz cyfrowy posuy jako wzorzec. Zauwaamy rónice midzy wskazaniami woltomierzy dla przebiegów trójktnego i sinusoidalnego jak równie rónice dla poszczególnych typów woltomierzy. Dla przebiegu trójktnego wartoci napi byy mniejsze od wartoci wzorcowej. Jedynie woltomierz elektromagnetyczny wskaza warto blisk wartoci wzorcowej. Rónice pomidzy wskazaniami s przyczyn tego, e poszczególne typy ustrojów reaguj na róne wartoci przebiegu oraz na ksztat przebiegu co znajduje odzwierciedlenie we wspóczynnikach ks i kk. Nie zauwaamy zbyt duych rónic spowodowanych zmian czstotliwoci napicia mierzonego.
Woltomierzem selektywnym mierzylimy wartoci harmonicznych napicia prostoktnego w celu okrelenia wspóczynnika znieksztace harmonicznych.