ĆW 03, Szkoła itp, Elektronika, Pracownia, pracownia ćw
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Pracownia Elektryczna i Elektroniczna I
ĆWICZENIE 3
Sprawdzenie I (prądowego) i II (napięciowego)
prawa Kirchhoffa
Pierwsze prawo Kirchhoffa
dotyczy bilansu prądów w węźle obwodu elektrycznego,
drugie prawo Kirchhoffa,
- bilansu napięć w oczku obwodu elektrycznego.
1.
Prawa Kirchhoffa
I. Suma prądów w węźle obwodu elektrycznego jest równa zeru
.
I
1
I
6
I
5
I
0
k
(1)
k
I
2
I
3
I
4
I
1
I
2
I
3
I
4
I
5
I
6
0
(2)
Rys.1. Węzeł obwodu elektrycznego.
Sumowanie dotyczy prądów wszystkich gałęzi zbiegających się w rozpatrywanym węźle,
a znak prądu przyjmuje się dodatni, gdy prąd ma zwrot do węzła (zwrot strzałki prądu do
węzła) i ujemny, gdy prąd ma zwrot od węzła (zwrot strzałki prądu od węzła).
II. Suma napięć źródłowych
(sił elektromotorycznych)
występujących w oczku równa
się sumie spadków napięć na wszystkich elementach pasywnych.
E
2
U
1
I
E
k
l
U
l
(3)
k
E
1
U
3
U
2
E
1
E
2
U
1
U
2
U
3
(4)
Rys.2. Oczko obwodu elektrycznego.
E
- siła elektromotoryczna źródła,
U
- spadek napięcia.
Przyjmujemy tu następująca zasadę znakowania: jeżeli strzałka zwrotu źródła napięcie jest
zgodna ze zwrotem prądu to SEM bierzemy ze znakiem plus. Kierunek spadku napięcia na
elementach pasywnych strzałkowany jest przeciwnie do płynącego prądu.
Ćw.3 Sprawdzenie I i II prawa Kirchhoffa
1
Pracownia Elektryczna i Elektroniczna I
WYKAZ PRZYRZĄDÓW:
1.
Zasilacz stabilizowany DF1731SB3A,
2.
płytka potencjometrów R
p
3.
układ pomiarowy S1
4.
układ pomiarowy S2
5.
miernik uniwersalny UM112B nr. …………………….
6.
multimetr cyfrowy V561A nr. …………………….
7.
multimetr cyfrowy PC510 nr. …………………….
A
U
U
z
V
c
U
R
p
Rys.3. Schemat układu regulacji napięcia
U
złożonego z:
zasilacza U
z
(1),
płytki potencjometru
R
p
(2),
amperomierza UM112B (
5),
woltomierza V561A (
6).
2.1. Sprawdzenie II prawa Kirchoffa
Zestaw układ regulujący napięcia wg rys. 3, a następnie dołącz do niego układ
pomiarowy z płytką S2 (
4
) wg rys. 4. Napięcie zasilania =+20V.
Rys.4. Schemat układu pomiarowego do sprawdzenia II prawa Kirchhoffa
Ćw.3 Sprawdzenie I i II prawa Kirchhoffa
2
2. Wykonanie ćwiczenia
Pracownia Elektryczna i Elektroniczna I
Dla dwóch wartości napięć zasilania, zmierz prąd w układzie
I
, oraz napięcie na
poszczególnych rezystorach:
U
2
na R
2
- woltomierz PC510
(7)
podłączony do kołków
27 – 12,
U
5
na
R
5
- woltomierz PC510
(7)
podłączony do kołków
28 – 27,
U
7
na
R
7
- woltomierz PC510
(7)
podłączony do kołków
23 – 28,
U
4
na
R
4
- woltomierz PC510
(7)
podłączony do kołków
7 – 23
,
Uwaga: Zmiany połączeń woltomierza wykonuj przy
odłączonym układzie od źródła zasilania!
Wyniki wpisz do Tabeli 1,
Oblicz sumę napięć
U
, całkowitą rezystancję
R
, i wpisz też do Tabeli 1
U
U
2
U
U
5
U
7
4
(5)
Odczytaj wartość rezystorów wg kodu paskowego, oblicz całkowitą rezystancję
R
obl
szeregowo połączonych rezystorów (wzór 6) i porównaj ze zmierzoną.
R
R
2
R
5
R
7
R
4
(6)
Odłącz rezystor
R
4
(rozłącz kołki
7–21
, a połącz
7-23
),
Podobnie jak w poprzednim punkcie zmierz wszystkie wielkości i wyniki wpisz do
Tabeli 2
Wykonaj takie same obliczenia i porównaj wyniki, jak poprzednio.
2.2. Sprawdzenie I prawa Kirchhoffa
Zestaw układ regulujący napięcia wg rys. 3, a następnie dołącz do niego układ
pomiarowy z płytką S1 (
3
) wg rys. 5. Napięcie zasilania = +20V
Rys.5. Schemat układu pomiarowego do sprawdzenia I prawa Kirchhoffa
Dla dwóch napięć zasilania, zmierz napięcie
U,
prąd całkowity
I
, i prądy płynące
przez poszczególne rezystory,
Ćw.3 Sprawdzenie I i II prawa Kirchhoffa
3
Pracownia Elektryczna i Elektroniczna I
I
51
prąd przez rezystor
R
51
- amperomierz PC510
(7)
podłączony do kołków
7-12
,
I
52
prąd przez rezystor
R
52
- amperomierz PC510
(7)
podłączony do kołków
7-13
,
I
56
prąd przez rezystor
R
56
- amperomierz PC510
(7)
podłączony do kołków
7-17
,
I
58
prąd przez rezystor
R
58
- amperomierz PC510
(7)
podłączony do kołków
7-19
,
Pozostałe rezystory połączone z kołkiem
7
,
Uwaga: Zmiany połączeń amperomierza wykonuj przy
odłączonym układzie od źródła zasilania!
Wyniki wpisz do Tabeli 3,
Oblicz sumę prądów
I
,
I
I
51
I
I
52
I
56
58
(7)
oraz całkowitą rezystancję
R
równolegle połączonych rezystorów
(wzór 8) i wpisz
też do Tabeli 3
1
1
1
1
1
(8)
R
R
R
R
R
51
52
56
58
Odczytaj wartość rezystorów wg kodu paskowego, oblicz całkowitą rezystancję
R
obl
równolegle połączonych rezystorów i porównaj ze zmierzoną.
Rozewrzyj rezystor
R
58
(rozłącz kołki
7-19
).
Podobnie jak w poprzednim punkcie zmierz wszystkie wielkości i wyniki wpisz do
Tabeli 4
Wykonaj takie same obliczenia i porównaj wyniki, jak poprzednio
PYTANIA KONTROLNE I ZAGADNIENIA DO OPRACOWANIA
1.
Podaj treść I prawa Kirchhoffa.
2.
Podaj treść II prawa Kirchhoffa.
3.
Podaj wzór na rezystancje zastępczą szeregowego połączenia rezystorów. Przy
różnej wartości rezystorów, na którym z nich jest największy spadek napięcia?
4.
Podaj wzór na rezystancje zastępczą równoległego połączenia rezystorów. Przy
różnej wartości rezystorów, przez który z nich płynie największy prąd?
5.
Wytłumacz, dlaczego
U
różni się od
U (I
od
I)
?
Ćw.3 Sprawdzenie I i II prawa Kirchhoffa
4
Pracownia Elektryczna i Elektroniczna I
Protokół pomiarowy
Nazwisko Imię.............................................................................
Klasa……………Data wykonania …………………………….
Wyk.
Ocena
.....................................................................................
.....................................................................................
Nr i temat ćwiczenia
Kl.
Spr.
OK
Tabela 1
Szeregowe połączenie rezystorów
R
2
, R
5
, R
7
i
R
4
U I U
2
U
5
U
7
U
4
U
R R
obl
V mA V V V V V k k
Przykład obliczenia
:
U
U
2
U
5
U
7
U
4
..........
..........
..
R
I
..........
......
R
R
2
R
5
R
7
R
4
..........
..........
..........
..........
..........
..........
.......
Tabela 2
Szeregowe połączenie rezystorów
R
2
, R
5
,
i
R
7
U I U
2
U
5
U
7
U
R R
obl
V mA V V V V k k
U
U
U
2
U
5
7
..........
..........
..........
.....
R
I
U
..........
......
R
R
R
2
R
5
7
..........
..........
..........
..........
..........
..........
..........
.....
Ćw.3 Sprawdzenie I i II prawa Kirchhoffa
5
U
[ Pobierz całość w formacie PDF ]