obwody prądu stałego

KATEDRA ELEKTROTECHNIKI
LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI
===================================================================================================
Temat ćwiczenia
OBWÓD PRĄDU STAŁEGO
1. PRAWA KIRCHHOFFA
Prądowe prawo Kirchhoffa:
W każdym węźle, tj. punkcie połączenia elementów suma prądów dopływających jest w każdej chwili
równa zero.
∑i
=0
k
k
Napięciowe prawo Kirchhoffa:
W każdym obwodzie zamkniętym utworzonym przez połączenie elementów skupionych suma napięć
na elementach tworzących obwód jest w każdej chwili równa zero.
∑u
k
=0
k
2. ZASADA SUPERPOZYCJI
Zasada superpozycji:
Prąd (napięcie) w dowolnej gałęzi układu liniowego, w którym występuje n źródeł niezależnych, jest
równy sumie prądów (napięć) wywołanych w tej gałęzi przez każde z tych żródeł działających
osobno, tzn. przy zastąpieniu wszystkich pozostałych niezależnych źródeł napięciowych zwarciami, a
niezależnych źródeł prądowych przerwami.
n
n
i = ∑ i (k )
u = ∑ u(k )
k =1
k =1
Schemat układu pomiarowego do pkt. 1. i 2.
+
R2
R1
A1
A2
U1
+
R3
U34
U2
+
+
E2
E1
+
V4
R4
A4
+
R1 [Ω]
R2 [Ω]
R3 [Ω]
R4 [Ω]
E1 [V]
E2 [V]
1
Dołączyć obliczenia teoretyczne prądów w układzie o danych z powyższej tabeli metodą:
- praw Kirchhoffa
- potencjałów węzłowych
- prądów oczkowych
- superpozycji prądów
Tabela pomiarów
I1
[mA]
1. E1=
E2=
I2
[mA]
Σ Ii
[mA]
I3
[mA]
U1
[V]
U2
[V]
U34
[V]
U1+U34-E1 U2+U34-E2
[V]
[V]
[V]
[V]
Zasada superpozycji
2. E1= [V]
E2= 0
3. E1= 0
E2= [V]
4. (2)+(3)
5. (1) -(4)
3. TWIERDZENIE O WZAJEMNOŚCI (oczkowe)
W jednoźródłowym obwodzie działające w gałęzi A źródło napięcia EA wywołuje w gałęzi B prąd o
natężeniu IB . Po przeniesieniu źródła EA do gałęzi B natężenie prądu w gałęzi A (IA) równe jest
prądowi IB (gdy źródło działało w gałęzi A). IA=IB .
I B=
IA=
R1
R2
A
R1
+
+
R3
A
A
E1
R2
A
R3
E1
R4
R4
B
B
Dołączyć obliczenia teoretyczne prądów z tw. o wzajemności
3. CHARAKTERYSTYKI ŹRÓDŁA ENERGII
R1
R3
A
E1
V
R2
Robc
E2
2
Tabela pomiarów
R0 [Ω]
I [mA]
U [V]
P [mW]
∞
0
0
0
0
0
Dowolny obwód liniowy, lub część obwodu jeśli wyróżnimy w nim dwa zaciski AB, można zastąpić
dwójnikiem aktywnym złożonym z :
-źródła napięcia, szeregowo połączonego elementu Rw (tw. Thevenina)
-źródła prądu , równolegle połączonego elementu Gw (tw Nortona)
Źródło napięcia w dwójniku zastępczym jest to napięcie między wyróżnionymi zaciskami ; element
Rw jest to tzw. oporność wzierna obwodu liczona z zacisków AB po upasywnieniu źródeł obwodu.
Źródło prądu w dwójniku zastępczym ma prąd źródłowy równy prądowi w gałęzi zwierającej
wyróżnione zaciski, Gw = 1/Rw - przewodność wzierna liczona z zacisków AB po upasywnieniu
obwodu.
Na podstawie powyższych pomiarów należy wyznaczyć EAB i RW oraz wykreślić następujące
zależności:
P = f(R0),
UAB = f(R0), I0 = f(R0),
UAB = f(I0),
Wyżej otrzymane zależności porównać graficznie z funkcjami obliczonymi teoretycznie.
3