Laboratorium: Elektrotechnika i elektronika Ćwiczenie nr: 1 Temat: Badanie obwodów prądu stałego zawierającego elementy liniowe i nieliniowe Semestr: III Wydział: WBMiZ Nr grupy: L1
1. 2. 3. 4.
Buliński Norbert Data: Pamin Mateusz Poniedziałek Miłosz Strzemkowski Grzegorz Ocena:
Temat: Badanie obwodów prądu stałego zawierającego elementy liniowe i nieliniowe Cel ćwiczenia: Zapoznanie się z układem do pomiaru rezystancji metodą techniczną. Wykonanie pomiarów umożliwiających wykreślenie charakterystyk pradowo-napięciowych wybranych liniowych i nieliniowych elementów rezystancyjnych oraz charakterystyk obwodów złożonych z rezystorów liniowych i nie liniowych. Prawo Ohma: Natężenie prądu stałego I płynącego przez przewodnik jest wprost proporcjonalne do napięcia elektrycznego U występującego między końcami przewodnika i odwrotnie proporcjonalne do jego czynnego oporu elektrycznego (rezystancji).
I
U R
Pomiar rezystancji metodą techniczną: Pomiar rezystancji metodą techniczną polega na włączeniu rezystora do źródła napięcia stałego oraz na pomiarze prądu płynącego przez ten rezystor za pomocą amperomierza i pomiarze napięcia na zaciskach rezystora za pomocą woltomierza.
Przebieg ćwiczenia: Rys.1.
Zestaw przyrządów - 1 - zasilacz stabilizowany - 2 – rezystor suwakowy - 3 - zestaw rezystorów badanych Rx - 4 - woltomierz (1,5 - 3 – 7,5 )V - 5 - miliamperomierz (75 – 150 – 300 )mA Połączyć układ pomiarowy zgodnie ze schematem przedstawionym na rys.1. przy czym, w zależności od wartości rezystancji mierzonego elementu (duża czy mała) jeden z zacisków woltomierza łączyć z punktem X lub Y. Ustawić stałą wartość napięcia uzyskiwanego z zasilacza i zmieniając rezystancje opornika suwakowego, zmieniać stopniowo wartość prądu płynącego w badanym elemencie. Mierzyć wartość napięcia U i odpowiadające im wartości prądu I.
Pomiary i obliczenia: Układ liniowy: Rezystor 1Ω I U Rx [A] [V] [Ω] 0,011 0,3 2,7 0,012 0,3 0,014 0,35 0,016 0,4 0,020 0,5 0,024 0,55 0,029 0,7 0,033 0,75 0,039 0,9 0,062 1,4 Rśr
I=f(U) 2,5 2,5 2,5 2,5 2,29 2,4 2,27 2,3 2,25 2,421
0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
Rezystor 40Ω
I U R [A] [V] [Ω] 0,01 0,28 0,010 5 0,3 0,011 5 0,32 0,013 0,36 0,4 0,014 0,015 0,44 0,017 0,52 0,6 0,020 0,022 5 0,68 0,025 0,76 śrR Rśr 2,91205
I=f(U) 2,8
0.03
2,85
0.03
2,78 2,76 2,85 2,93 3,05 3
0.02
3,02 3,04
0.02 0.01 0.01 0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
Rezystor 500Ω I [A]
U [V]
Rx [Ω]
0,036 18,4 51,1 0,037 18,8 50,8 0,038 19,2 50,5 0,039 20 51,2 0,040 20,8 52 0,042 21,6 51,4 0,043 22 51,1 0,044 22,8 51,8 0,045 23,2 51,5 0,046 24 52,1 51,38 69 Rśr
I=f(U) 0.05 0.05 0.04 0.04 0.03 18
20
22
24
Układ nieliniowy: Żarówka I [V]
U [A]
Rx [Ω]
0,07 6 8,57 0,067 5,6 8,35 0,065 5,3 8,15 0,063 5 7,93 0,061 4,75 7,78 0,060 4,5 7,5 0,058 4,25 7,32 0,056 4,0 7,14 0,053 3,7 6,98 0,051 5 3,5 6,8 0,050 3,25 6,5 0,048 3,0 6,25 0,045 5 2,75 6,04 0,043 5 2,5 5,74 0,043 5 2,3 5,54 7,109 Rśr
I=f(U) 0.07 0.07 0.06 0.06 0.05 0.05 0.04 2
3
4
5
6
7
Układ nieliniowy (mieszany): I
U
Rx
[A] [V] [Ω] 0,030 6 20 0,3 6,1 20,33 0,31 6,3 20,32 0,31 6,4 20,64 0,32 6,5 20,31 0,032 5 6,65 20,46 0,33 6,8 20,61 0,33 6,85 20,75 0,34 7 20,59 0,034 7,1 20,89 0,034 5 7,2 20,87 0,035 7,35 21 20,56 Rśr
I=f(U) 0.04 0.04 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 5.5
6
6.5
7
7.5
Wnioski: Celem powyższego doświadczenia było wyznaczenie charakterystyk prądowo- napięciowych dla obwodów zawierających elementy liniowe i nieliniowe. Wyznaczone krzywe, dla elementów liniowych winny być liniami prostymi (zależność pomiędzy natężeniem a napięciem jest liniowa zgodnie w prawem Ohma). Charakterystyka krzywej dla elementów nieliniowych odbiega od prawidłowego kształtu. Błędy pomiarowe prawdopodobnie wynikły z błędu ludzkiego oka w momencie odczytywania wartości na analogowych miernikach jak i również z powodu zaokrąglania wyników po obliczeniach.
