Sprawozdanie 6.pdf

Uniwersytet Humanistyczno-Przyrodniczy

Jana Kochanowskiego w Kielcach

Instytut Fizyki

Ćwiczenie nr 6

Laboratorium Elektrotechniki Zespół:

• Mateusz Pachulski

• Błażej Palmąka

Informatyka

I rok grupa II

Zasada superpozycji i wzajemności w

obwodach elektrycznych.

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest poznanie zasady superpozycji. Zapoznanie się z pojęciem transmitancji dla

obwodów prądu stałego.

2. Wstęp teoretyczny:

Zasada superpozycji – odpowiedź obwodu elektrycznego na jednoczesne działanie kilku

wymuszeń jest równa sumie odpowiedzi na każde wymuszenie z osobna.

Zasada ta obowiązuje tylko w odniesieniu do obwodów liniowych.

Transmitancja - funkcja opisująca zależność sygnałów na wyjściu układu od sygnałów

wejściowych. Transmitancja określa zmiany napięcia wyjściowego do napięcia

wejściowego.

Zasada wzajemności - jeśli w l-tą gałąź obwodu (liniowego) pasywnego włączy się idealne źródło

napięcia, które w k-tej gałęzi wymusza prąd I k , to włączenie źródła do k-tej

gałęzi, w gałęzi l-tej wymusi prąd I l .

3. Przebieg ćwiczenia:

• Zasada superpozycji

Rysunek 1: E 0 = 9V, ZR 4 =(E = 6V, R w =40Ω), I 5 = 100mA,

R 0 = 100Ω, R 1 = 60Ω, R 2 = 20Ω, R 3 = R 4 =40Ω, R 5 = 10Ω, R 6 = 80Ω

Wymuszenie

Z obliczeń analitycznych

I 1 [mA] I 2 [mA] I 3 [mA] I 6 [mA]

E 0 150 450 225 112,5

ZR 4 187,5 150 75 37,5

I 5 6,25 50 25 12,5

SUMA 343,75 650 325 162,5

Tabela 1.

Zestawienie prądów płynących pod wpływem każdego

wymuszenia działającego oddzielnie oraz przedstawienie

ich sumy według rysunku 1

• Zasada proporcjonalności

Rysunek 2: R 0 = 100Ω, R 1 = 60Ω, R 2 = 20Ω, R 3 = R 4 =40Ω, R 5 = 10Ω, R 6 = 80Ω

Wymuszenie U 5 [V] I 6 [mA]

E' = 6V 1,86 34,4

E'' = 9V 2,8 52

E''' = 15V 4,67 86,8

Tabela 2.

Zestawienie wyników pomiarów według rysunku 2

• Zasada wzajemności

Rysunek 3. Schemat połączeń (a, b). E = 9V, I = 100mA,

R 0 = 100Ω, R 1 = 60Ω, R 2 = 20Ω, R 3 = R 4 =40Ω, R 5 = 10Ω, R 6 = 80Ω

Schemat

Z pomiarów

wymuszenia

odpowiedź

I 3 [mA] I 5 [mA] U 3 [V] U 5 [V]

E 5

- 5,74 -

E 3

- 2,77

E 5

54,1 -

E 3

- 53,4 -

I 5

29,6 -

Tabela 3.

Zestawienie wyników pomiarów dla rysunku 3. W

miejsce zacisków „źródło” zostało wpięte jako

wymuszenie źródło napięciowe E, a następnie

prądowe I, a w miejsce zacisków „miernik” kolejno

woltomierz i amperomierz.

I 3

- 29,6 -

I 5

- 60 -

I 3

- 2,77

schemat

Z obliczeń

transmitancje

b 35

0,64

b 53

0,3

y 35

6,01

Tabela 4.

Tabela przedstawia poszczególne transmitancje:

b 35 = U 3 /E 5

b 53 = U 5 /E 3

y 35 = I 3 /E 5

y 53 = I 5 /E 3

a 35 = I 3 /I 5

a 53 = I 5 /I 3

z 35 = U 3 /I 5

z 53 = U 5 /I 3

y 53

5,93

a 35

0,30

a 53

0,6

z 35

0,04

z 53

0,28

4. Wnioski:

Prąd płynący przez odbiorniki przy włączonych wszystkich źródłach jest sumą algebraiczna prądów

dla każdego ze źródeł działających z osobna co jest zgodne z zasadą superpozycji.

Wraz ze wzrostem wymuszania zmieniło się także napięcie U 5 i natężenie I 6 co jest zgodne z zasadą

proporcjonalności.

Wyniki pomiarów są obarczone błędami wynikającymi z niedokładności przyrządów pomiarowych,

rezystancjami przewodów itp.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: