2. Narysuj schemat zastępczy rzeczywistego źródła napięcia i oznacz jego elementy.

Podobne dokumenty
Ćwiczenie nr 10. Pomiar rezystancji metodą techniczną. Celem ćwiczenia jest praktyczne zapoznanie się z różnymi metodami pomiaru rezystancji.

Pomiar rezystancji metodą techniczną

Laboratorium Podstaw Pomiarów

POMIAR NAPIĘCIA STAŁEGO PRZYRZĄDAMI ANALOGOWYMI I CYFROWYMI. Cel ćwiczenia. Program ćwiczenia

Miernictwo - W10 - dr Adam Polak Notatki: Marcin Chwedziak. Miernictwo I. dr Adam Polak WYKŁAD 10

Laboratorium Podstaw Pomiarów

Laboratorium Podstaw Pomiarów

ĆWICZENIE 5. POMIARY NAPIĘĆ I PRĄDÓW STAŁYCH Opracowała: E. Dziuban. I. Cel ćwiczenia

ĆWICZENIE 6 POMIARY REZYSTANCJI

Zespół Szkół Technicznych im. J. i J. Śniadeckich w Grudziądzu

Ćwiczenie nr 9. Pomiar rezystancji metodą porównawczą.

Laboratorium Metrologii

POMIARY REZYSTANCJI. Cel ćwiczenia. Program ćwiczenia

METROLOGIA EZ1C

SERIA II ĆWICZENIE 2_3. Temat ćwiczenia: Pomiary rezystancji metodą bezpośrednią i pośrednią. Wiadomości do powtórzenia:

PODSTAWY METROLOGII ĆWICZENIE 2 REZYSTANCJA WEWNĘTRZNA Międzywydziałowa Szkoła Inżynierii Biomedycznej 2009/2010 SEMESTR 3

R 1. Układy regulacji napięcia. Pomiar napięcia stałego.

Ćwiczenie 3 Badanie obwodów prądu stałego

Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki

Ćwiczenie 14. Sprawdzanie przyrządów analogowych i cyfrowych. Program ćwiczenia:

Ćwiczenie nr 3 OBWODY LINIOWE PRĄDU SINUSOIDALNEGO

POMIARY NAPIĘCIA STAŁEGO PRZYRZĄDAMI ANALOGOWYMI I CYFROWYMI

Ćwiczenie 14 Temat: Pomiary rezystancji metodami pośrednimi, porównawczą napięć i prądów.

1. OCZYWISTE OCZYWISTOŚCI

Pracownia Automatyki i Elektrotechniki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 1. Połączenia szeregowe oraz równoległe elementów RC

Ćwiczenie nr 1. Regulacja i pomiar napięcia stałego oraz porównanie wskazań woltomierzy.

E1. OBWODY PRĄDU STAŁEGO WYZNACZANIE OPORU PRZEWODNIKÓW I SIŁY ELEKTROMOTORYCZNEJ ŹRÓDŁA

Laboratorium Podstaw Elektrotechniki i Elektroniki

Laboratorium miernictwa elektronicznego - Narzędzia pomiarowe 1 NARZĘDZIA POMIAROWE

3. Przebieg ćwiczenia I. Porównanie wskazań woltomierza wzorcowego ze wskazaniami woltomierza badanego.

Metodę poprawnie mierzonego prądu powinno się stosować do pomiaru dużych rezystancji, tzn. wielokrotnie większych od rezystancji amperomierza: (4)

Ćwiczenie: "Pomiary rezystancji przy prądzie stałym"

Ćwiczenie nr 3 Sprawdzenie prawa Ohma.

WYDZIAŁ.. LABORATORIUM FIZYCZNE

Ćwiczenie 3 Temat: Oznaczenia mierników, sposób podłączania i obliczanie błędów Cel ćwiczenia

POLITECHNIKA OPOLSKA

Ćwiczenie 1. Sprawdzanie podstawowych praw w obwodach elektrycznych przy wymuszeniu stałym

Ćwiczenie 8 Temat: Pomiar i regulacja natężenia prądu stałego jednym i dwoma rezystorem nastawnym Cel ćwiczenia

Ćw. 8 Weryfikacja praw Kirchhoffa

Ćwiczenia tablicowe nr 1

Grupa: Zespół: wykonał: 1 Mariusz Kozakowski Data: 3/11/ B. Podpis prowadzącego:

Podstawy Elektrotechniki i Elektroniki. Opracował: Mgr inż. Marek Staude

Laboratorium Podstaw Pomiarów

Celem ćwiczenia jest poznanie metod pomiaru podstawowych wielkości fizycznych w obwodach prądu stałego za pomocą przyrządów pomiarowych.

Ćw. 1: Wprowadzenie do obsługi przyrządów pomiarowych

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 7. Pomiar mocy czynnej, biernej i cosφ

Lekcja 14. Obliczanie rozpływu prądów w obwodzie

POLITECHNIKA WARSZAWSKA Wydział Elektryczny Zakład Systemów Informacyjno-Pomiarowych

Laboratorium Podstaw Pomiarów

1 Ćwiczenia wprowadzające

PRZYRZĄDY POMIAROWE. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

R X 1 R X 1 δr X 1 R X 2 R X 2 δr X 2 R X 3 R X 3 δr X 3 R X 4 R X 4 δr X 4 R X 5 R X 5 δr X 5

Zakres wymaganych wiadomości do testów z przedmiotu Metrologia. Wprowadzenie do obsługi multimetrów analogowych i cyfrowych

PRAWO OHMA DLA PRĄDU PRZEMIENNEGO

Pomiary podstawowych wielkości elektrycznych: prawa Ohma i Kirchhoffa. Katedra Architektury Komputerów i Telekomunikacji

Generator. R a. 2. Wyznaczenie reaktancji pojemnościowej kondensatora C. 2.1 Schemat układu pomiarowego. Rys Schemat ideowy układu pomiarowego

Wyznaczanie wielkości oporu elektrycznego różnymi metodami

POMIARY CHARAKTERYSTYKI CZĘSTOTLIWOŚCIOWEJ IMPEDANCJI ELEMENTÓW R L C

Pomiary napięcia stałego przyrządami analogowymi i cyfrowymi

WYMAGANIA EDUKACYJNE I KRYTERIA OCENIANIA Z PRZEDMIOTU POMIARY W ELEKTROTECHNICE I ELEKTRONICE

Przyrządy i przetworniki pomiarowe

Wydział Elektryczny Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Metrologii. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych z przedmiotu METROLOGIA

Źródła zasilania i parametry przebiegu zmiennego

POMIARY PRĄDU STAŁEGO PRZYRZĄDAMI ANALOGOWYMI I CYFROWYMI

Projekt efizyka. Multimedialne środowisko nauczania fizyki dla szkół ponadgimnazjalnych. Prawa Kirchhoffa. Ćwiczenie wirtualne

METROLOGIA ES1D

PRACOWNIA ELEKTRYCZNA I ELEKTRONICZNA. Zespół Szkół Technicznych w Skarżysku-Kamiennej. Sprawozdanie z ćwiczenia nr Temat ćwiczenia: POMIARY MOCY

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych wzmacniacz odwracający i nieodwracający

Laboratorium Podstaw Elektrotechniki i Elektroniki

Badanie obwodów rozgałęzionych prądu stałego z jednym źródłem. Pomiar mocy w obwodach prądu stałego

Ćwiczenie 4 Pomiar prądu i napięcia stałego

BŁĘDY GRANICZNE PRZYRZĄDÓW POMIAROWYCH POMIARY NAPIĘCIA I PRĄDU PRZYRZĄDAMI ANALOGO- WYMI I CYFROWYMI

Elektronika. Laboratorium nr 2. Liniowe i nieliniowe elementy elektroniczne Zasada superpozycji i twierdzenie Thevenina

Wyznaczanie oporu elektrycznego właściwego przewodników

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, WYDZIAŁ PPT I-21 LABORATORIUM Z PODSTAW ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI 2 Ćwiczenie nr 5. Źródła napięć i prądów stałych

PODSTAWY METROLOGII ĆWICZENIE 7 TEMPERATURA Międzywydziałowa Szkoła Inżynierii Biomedycznej 2009/2010 SEMESTR 3

Pomiar mocy czynnej, biernej i pozornej

Pomiar indukcyjności.

2.1. Bezpośredni pomiar napięcia źródła woltomierzem i pomiar rezystancji omomierzem.

Elementy elektroniczne i przyrządy pomiarowe

Sprzęt i architektura komputerów

Pomiary podstawowych wielkości elektrycznych prądu stałego i przemiennego

LI OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP II Zadanie doświadczalne

Uśrednianie napięć zakłóconych

Pomiary małych rezystancji

Zaznacz właściwą odpowiedź

Katedra Energetyki. Laboratorium Podstaw Elektrotechniki i Elektroniki

WYMAGANIA EDUKACYJNE I KRYTERIA OCENIANIA Z PRZEDMIOTU POMIARY W ELEKTRYCE I ELEKTRONICE

42. Prąd stały. Prawa, twierdzenia, metody obliczeniowe

Ćwiczenie 15 Temat: Zasada superpozycji, twierdzenia Thevenina i Nortona Cel ćwiczenia

ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA

NIEZBĘDNY SPRZĘT LABORATORYJNY

st. stacjonarne I st. inżynierskie, Energetyka Laboratorium Podstaw Elektrotechniki i Elektroniki Ćwiczenie nr 4 OBWODY TRÓJFAZOWE

Ćwiczenie 1 Metody pomiarowe i opracowywanie danych doświadczalnych.

Ćw. 7 Wyznaczanie parametrów rzeczywistych wzmacniaczy operacyjnych (płytka wzm. I)

symbol miernika amperomierz woltomierz omomierz watomierz mierzona

Laboratorium Podstaw Elektrotechniki i Elektroniki

PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W TARNOWIE INSTYTUT POLITECHNICZNY LABORATORIUM METROLOGII. Instrukcja do wykonania ćwiczenia laboratoryjnego:

Liniowe stabilizatory napięcia

Transkrypt:

Ćwiczenie 2. 1. Czym się różni rzeczywiste źródło napięcia od źródła idealnego? Źródło rzeczywiste nie posiada rezystancji wewnętrznej ( wew = 0 Ω). Źródło idealne posiada pewną rezystancję własną ( wew > 0 Ω), na której występuje spadek napięcia i w pewnym sensie strata mocy. 2. Narysuj schemat zastępczy rzeczywistego źródła napięcia i oznacz jego elementy. w rezystancja wewnętrzna źródła rzeczywistego źródło siły elektromotorycznej 3. Jakie wartości przyjmuje rezystancja wewnętrzna rzeczywistych źródeł napięcia? W zależności od jakości wykonanego źródła wartości te mogą być małe mili omy (baterie), kilka/kilkadziesiąt omów, zaś produkty gorszej jakości mogą mieć rezystancję rzędu kilkuset omów. 4. Do czego służy woltomierz i jakimi parametrami można go scharakteryzować? Woltomierz służy do pomiaru różnicy potencjałów między dwoma mierzonymi punktami w obwodzie. óżnicę potencjałów nazywamy napięciem i określamy w woltach. Parametry charakterystyczne: Zakres pomiaru Zakres częstotliwości pracy Klasa przyrządu ezystancja wewnętrzna Czułość 5. Jaką rezystancją wewnętrzną charakteryzują się spotykane w praktyce woltomierze? Woltomierze analogowe wartości rzędu kilo omów Woltomierze cyfrowe wartości rzędu mega omów (niektóre nawet giga omy) 6. Wyprowadź wyrażenie na błąd metody przy pomiarze siły elektromotorycznej rzeczywistego źródła napięcia woltomierzem o skończonej rezystancji wewnętrznej.

Zgodnie z prawem Ohma i Kirchhoffa: I = + Zatem, napięcie na woltomierzu można zapisać jako różnicę napięć SM i napięcia na obciążeniu: = (I ) = ( + ) = ( ) = ( + 1 + ) = (1 1 1 + 1 + ) = ( 0 1 1 + 1 + ) = ( 0 1 + ) = ( 0 ) = ( ) = ( ) = ( 1 ) + + + Błąd metody wynika z systematyczności: Zatem δ g = ( 1 ) 0 = δ g = = 1 1 = 1 0 + = = 1 1 + + = + 7. Jaki parametr woltomierza magnetoelektrycznego określa niepewność pomiaru? Klasa przyrządu. 8. Jaki parametr woltomierza cyfrowego określa niepewność pomiaru? ozdzielczość przetwornika analogowo-cyfrowego, rozdzielczość ekranu LCD (liczba cyfr) 9. Wyprowadź wzór na względny błąd graniczny pomiaru napięcia za pomocą woltomierza magnetoelektrycznego. δ g = zakresowe klasa

10. Opisz, w jaki sposób można wyznaczyć rezystancję wewnętrzną źródła napięcia mając do dyspozycji dwa woltomierze. Jakie warunki muszą być spełnione, aby wynik był wiarygodny? Należy posiadać dwa woltomierze o różnych rezystancjach wewnętrznych. Można wtedy skorzystać z metody bezpośredniej pomiaru napięcia na zacisach źródła. Mając dwa pomiary dla dwóch różnych woltomierzy można skorzystać z następujących zależności: Można również skorzystać z metody kompensacyjnej. Metoda ta polega na doprowadzeniu do równowagi źródeł napięciowych. 11. Co to jest błąd metody? Narysuj odpowiedni schemat i opisz istotę tego błędu dla bezpośredniego pomiaru napięcia. Przyrządy stanowią dla obwodu mniejsze lub większe obciążenie - wynikające z ich rezystancji (impedancji) wewnętrznych, nazywanych też wejściowymi. Skutkiem tego wskazania przyrządów w zauważalny sposób mogą być mniejsze od wartości występujących przed ich włączeniem. W tym przypadku mamy do czynienia z dodatkowym błędem systematycznym, zw. błędem metody. 12. Jak zdefiniowana jest klasa przyrządu? ΛX MAX kl X max X min 13. Jak oblicza się względny graniczny błąd pomiaru napięcia na podstawie klasy woltomierza? Czy dla woltomierza klasy 0,5 zawsze wyniesie on 0,5%? Odpowiedź uzasadnij.

δ g = zakresowe klasa Zwróćmy uwagę na rzecz następującą: klasa jest wartością niezmieniającą się, zatem jedynie stosunek zakresowe może się zmienić. Dla tego samego pomiaru napięcia można wybrać zakres pomiaru. Im bliżej temu stosunkowi do 1, tym bliżej błędowi do klasy miernika. 14. W jaki sposób włącza się w obwód pomiarowy amperomierz, a w jaki woltomierz? Amperomierz szeregowo Woltomierz równolegle 15. Narysuj układ do pomiaru siły elektromotorycznej źródła metodą kompensacyjną. Jakie wymagania powinny spełniać wykorzystywane w układzie woltomierze, aby błąd pomiaru był najmniejszy? Woltomierz mierzący napięcie wzorcowe winien charakteryzować się bardzo dobrą dokładnością pomiaru. Woltomierz wskaźnikowy powinien charakteryzować się bardzo dobrą czułością. 16. Opisz sposób pomiaru siły elektromotorycznej źródła metodą kompensacyjną. W jakich warunkach warto stosować tę metodę? Metodę tę stosujemy wtedy, kiedy nie znamy rezystancji woltomierzy i rezystancji wewnętrznej źródeł. 17. Podaj wady i zalety metody kompensacyjnej w stosunku do metody bezpośredniej. Wady: Wymaga dwóch woltomierzy Wymaga napięcia wzorcowego Zalety: Nie występuje spadek napięcia na rezystancji wewnętrznej 18. W jaki sposób rezystancja wewnętrzna woltomierza wpływa na wynik pomiaru w przypadku: źródła napięciowego idealnego, źródła napięciowego rzeczywistego. W przypadku źródła napięcia idealnego, woltomierz zmierzy spadek napięcia wyłącznie na swojej rezystancji wewnętrznej. W takim wypadku, w obwodzie występuje jedynie rezystancja

woltomierza, zatem zgodnie z prawem Kirchhoffa całe napięcie źródłowe rozłoży się na rezystancji, zatem teoretycznie zmierzymy realną właściwą wartość siły elektromotorycznej. W przypadku źródła napięcia nieidealnego, woltomierz zmierzy spadek napięcia na swojej rezystancji wewnętrznej. Jednak w obwodzie powstał typowy dzielnik napięcia, gdzie woltomierz wskaże wartość napięcia mniejszą niż w poprzednim wypadku [następuje spadek napięcia na rezystancji wewnętrznej źródła i rezystancji wewnętrznej woltomierza]. 19. Jaką wartość wskaże woltomierz o rezystancji wewnętrznej 10 kω mierzący napięcie na zaciskach źródła napięciowego rzeczywistego o rezystancji 10 kω, jeżeli siła elektromotoryczna źródła wynosi 10? 5 20. Jaką rezystancją wewnętrzną powinien charakteryzować się woltomierz idealny, a jaką amperomierz idealny? Woltomierz idealny nieskończenie wielka rezystancja wewnętrzna Amperomierz idealny zerowa rezystancja wewnętrzna 21. Zmierzono napięcie na zaciskach źródła rzeczywistego, którego siła elektromotoryczna wynosi = 5. zyskano wynik = 2,500. Ile wynosi rezystancja wewnętrzna źródła, jeśli rezystancja woltomierza wynosi 100 kω? 100 kω 22. Zmierzono natężenie prądu za pomocą amperomierza. zyskano wynik I = 10,000 ma na zakresie Iz = 50 ma. Oblicz błąd względny pomiaru, jeśli jest on wyrażony wzorem δ g I = 0,05% + 0,02% I z I 50 ma δ g I = 0,05% + 0,02% = 0,05% + 0,02% 5 = 0,15% 10,000 ma 23. Zmierzono prąd metodą pośrednią poprzez pomiar spadku napięcia na rezystorze o wartości = 10 kω. Woltomierz wskazał wartość = 10,000 na zakresie z = 20. Podaj wartość prądu oraz graniczny błąd względny wyznaczenia tej wartości, jeśli graniczny błąd pomiaru napięcia wyraża się zależnością δ g = 0,05% + 0,01% z a tolerancja rezystora wynosi 0,1 %. 20 δ g = 0,05% + 0,01% = 0,05% + 0,02% 0,1% 10,000 I = δ g = 0,1 % 10,000 I = 10 kω = 1 ma δ g I = δ g + δ g δ g I = 0,1 % + 0,07 % = 0,2 % 24. Zmierzono siłę elektromotoryczną źródła metodą kompensacyjną. zyskano wynik = 10,000 na zakresie z = 30. Oblicz graniczny błąd względny tego pomiaru, jeśli napięcie wzorcowe zmierzono woltomierzem, którego graniczny błąd podstawowy wyraża się zależnością

δ g wz = 0,01% + 0,01% z wskaźnik równowagi ma rozdzielczość 0,01 m, a rozdzielczość regulacji napięcia wzorcowego wynosi 1 m. δ g = δ g wz + 100 % + min wz wz 30 δ g wz = 0,01% + 0,01% 10,000 = 0,04 % δ g = 0,04 % + 1 m 0,01 m 100 % + = 0,04 % + 0,01 % + 0.0001 % 10,000 10,000 0,06 % 25. Zmierzono siłę elektromotoryczną źródła metodą kompensacyjną. zyskano wynik = 5,000 na zakresie z = 10. Jaka powinna być rozdzielczość wskaźnika równowagi, aby błąd nieczułości był 10 razy mniejszy od granicznego błędu względnego pomiaru napięcia wzorcowego. Wyrażenie na błąd podstawowy woltomierza jest następujące: ( min wz δ g wz = 0,01% + 0,01% z 10 δ g wz = 0,01% + 0,01% 5,000 = 0,03 % ) 10 = δ g wz == ( min wz ( min ) = 0,03 % = 0,003 % wz 10 min wz = 0,003 % 100 % = 0.00003 min = 0.00003 wz min = 0.00015 ) = δ g wz 10