Měření s reostatem a potenciometrem

Zatěžovací charakteristika zdroje

Úkol:

Cílem práce bylo sestrojit obvod obsahující reostat, změřit hodnoty proudu a napětí a na základě těchto údajů vytvořit graf zatěžovací charakteristiky zdroje. Dalším úkolem bylo vypočítat hodnoty Ue, Ri a Iz

Teorie:

• Graf zatěžovací charakteristiky by měl být lineární a klesající

• Vzorec pro svorkové napětí: U =  − Ri I + Ue

• Vzorec pro zkratový proud: $I_{z} = \frac{U_{e}}{R_{i}}$

• Reostat je rezistor s nastavitelným odporem

Postup:

1. Sestavíme obvod podle následující nákresu:

1. Provedeme měření – postupně měníme odpor na reostatu a zapisujeme hodnoty proudu a napětí. Zapíšeme 10 hodnot.

2. Naměřené hodnoty vložíme do excelu a vygenerujeme bodový graf zatěžovací charakteristiky zdroje.

Výsledky měření:

I (mA) U (V) 8.6 4.43 9 4.42 9.9 4.41 10.9 4.41 11.9 4.4 14 4.38 15.7 4.37 17.7 4.36 21 4.34 26.1 4.31

Graf: zatěžovací charakteristika zdroje

y =  − 0, 0067x + 4, 4793

U =  − Ri I + Ue

Ri = 0,0067 * 1000 Ω

Ue = 4,4793 V

$$I_{z} = \frac{U_{e}}{R_{i}}$$

$$I_{z} = \frac{4,4793}{6,7}$$

Iz = 0, 668 A

Diskuse výsledků:

Předpokládali jsme, že hodnota elektromotorického napětí, tedy napětí nezatíženého zdroje, vyjde vyšší než hodnoty námi naměřeného svorkového napětí. Tato hypotéza se potvrdila a elektromotorické napětí je vyšší než všechny naměřené hodnoty.

Koeficient determinace v grafu zatěžovací charakteristiky zdroje má hodnotu 0.9873. Tento koeficient nám určuje přesnost výsledku a čím bližší je hodnotě 1 (tedy 100 %), tím je výsledek přesnější a měřené kvalitnější. Domnívám se, že naše měření bylo velmi kvalitní a přesné, vzhledem k vysoké hodnotě koeficientu.

Závěr:

Výsledné hodnoty:

• Ri = 6,7 Ω

• Ue = 4,4793 V

• Iz = 0,668 A

Měření s potenciometrem

Úkol:

Cílem práce bylo změřit pomocí potenciometru odpor a proud 2 obvodů – první s žárovkou a druhý s diodou. Druhým úkolem bylo naměřené hodnoty zanést do grafu a vytvořit voltampérovou charakteristiku.

Teorie:

Potenciometr je součástka, která nám umožňuje regulovat napětí na spotřebiči (žárovka/dioda). Napětí měníme pohyblivým jezdcem, proud a napětí měříme multimetry.

Postup:

1. Postupně sestrojíme dva obvody podle následujícího schématu.

1. V každém obvodu změříme 10 hodnot napětí a proudu. Hodnoty zaneseme do excelu a vytvoříme graf voltampérové charakteristiky.

1. Výsledky měření:

žárovka dioda U (mV) I (mA) U (V) I(mA) 46 10 0.457 0.186 55 11.8 0.562 1.89 83.2 16.3 0.643 8.8 112 19.8 0.658 12 151 23 0.676 17 263 27.7 0.686 20.4 535 34.3 0.7 26.8 1093 47.5 0.718 37.8 1915 63.7 0.746 63.3 5740 116.6 0.785 119.6

1. Voltampérová charakteristika obvodu se žárovkou

1. Voltampérová charakteristika obvodu s diodou

Diskuse výsledků:

Voltampérová charakteristika žárovky by v ideálním případě měla být přímka. Náš graf může být zatížen nestabilitou odporu žárovky, či nepřesností v zápisu hodnot.