PROTOKOLč5 MERANIE IMPEDANCIÍ - I Love SPŠ-PP

MERANIE TROMI AMPÉRMETRAMI1.ÚLOHA:a,) Odmerajte impedancie rôznej záťaže tromi ampérmetrami.b,) Graficky znázornite impedancie záťaží v závislosti na prúde.c,) Z nameraných hodnôt vypočítajte fázový posun φ činný odpor a reaktanciuzáťaže.2.OPIS MERANÉHO PREDMETU:záťaže – cievka 12000 závitov, max I = 0,05A, ø= 0,1mm Cu– kondenzátor TC 427, max 250V, 8 µ F3.TEORETICKÝ ROZBOR:Cieľom merania bolo zistiť impedancie cievky, kondenzátora, cievkya kondenzátora zapojených do série. Táto metóda je podobná metódeporovnávania prúdov. Zo zistených prúdov I, In, Iz si vieme podľa vzorcovvypočítať impedanciu ,činný odpor, reaktanciu záťaže a fázový posun.Z=Rn.(In/Iz) φ=cos -1 .(I 2 -(In 2 +Iz 2 ))/2.In.Iz R=Z.cosφ X=Z.sinφ4.SCHÉMA ZAPOJENIA:5.SÚPIS PRÍSTROJOV:kondenzátor TC 427, max 250V, 8 µ Fcievka 12000 závitov, max I = 0,05A, ø= 0,1mm CuRn – odporová dekáda, XL 6Rp -- posúvny rezistor, 500Ω, max.:500V/0,63 A, 10 68, EL 398Zdroj PZN 240, ev. č.: 0755A: ampérmeter; AVOMET, 4307874,Az – ampérmeter DU10, EL 17, výr. číslo: 7230235,An – ampérmeter DU10, EL16/4, výr. číslo: 6368097,XXXXX XXXXXXXX LIST 1/4

MERANIE TROMI AMPÉRMETRAMI6.POSTUP PRI MERANÍ:Dekádu sme sa snažili nastaviť tak aby ampérmetrami tiekol rovnaký prúd. Navšetkých ampérmetroch sme odčítavali hodnoty prúdu. Tento postup smeopakovali 5 krát. Z nameraných prúdov sme vypočítali impedanciu ,činný odpor,reaktanciu záťaže a fázový posun.7.TABUĽKA HODNÔT:Č.M. I(mA) In(mA) Iz(mA) Z(Ω) φ(˚) R(Ω) X(Ω)1 2 1 1,4 2214,285714 68,20 822,45 2055,882 4 2,15 1,95 3417,948718 25,39 3087,77 1465,623 6 3,4 3 3513,333333 40,81 2659,11 2296,224 8 4,2 4 3255 25,37 2941,13 1394,565 10 5,25 5,05 3222,772277 27,73 2852,63 1499,58Rn 3100Pre LVzorový výpočet pre prvý riadok:Z=Rn.(In/Iz) φ=cos -1 .(I 2 -(In 2 +Iz 2 ))/2.In.Iz R=Z.cosφ X=Z.sinφZ= 3100.(1/1,4) φ=cos -1 .(2 2 -(1 2 +1,4 2 ))/2.1.1,4 R=2214,285714.0,939 X= 2214,285714.0,928Z= 2214,285714 Ω φ=68,20˚ R=822,45Ω X=2055,88ΩČ.M. I(mA) In(mA) Iz(mA) Z(Ω) φ(˚) R(Ω) X(Ω)Rn 5001 2 0,295 0,42 351,1904762 ––––- ––––- ––––-2 4 1,65 2,75 300 50,97 188,93 233,043 6 2,3 5,1 225,4901961 78,44 45,17 220,924 8 4 6,19 323,1017771 78,72 63,18 316,865 10 5 8 312,5 82,10 42,97 309,53Pre CVzorový výpočet pre prvý riadok:Z=Rn.(In/Iz) φ=cos -1 .(I 2 -(In 2 +Iz 2 ))/2.In.Iz R=neda sa vypočítať X= neda sa vypočítaťZ= 500.(0,295/0,42) φ=cos -1 .(2 2 -(0,295 2 +0,42 2 ))/2.0,295.0,42Z= 351,1904 Ω φ=––––˚Č.M. I(mA) In(mA) Iz(mA) Z(Ω) φ(˚) R(Ω) X(Ω)1 2 0,4 0,9 2266,666667 ––––- ––––- ––––-2 4 1,6 2,6 3138,461538 36,59 2519,822 1870,953 6 2,3 3,8 3086,842105 21,44 2873,165 1128,504 8 3,2 5,1 3200 31,77 2720,588 1684,765 10 4,0 6,3 3238,095238 28,46 2846,825 1543,00Rn 5100Pre LCVzorový výpočet pre prvý riadok:Z=Rn.(In/Iz) φ=cos -1 .(I 2 -(In 2 +Iz 2 ))/2.In.Iz R=neda sa vypočítať X= neda sa vypočítaťZ= 5100.(0,4/0,9) φ=cos -1 .(2 2 -(0,4 2 +0,9 2 ))/2.0,4.0,9Z= 2266,666 Ω φ=––––-˚XXXXX XXXXXXXX LIST 2/4

MERANIE TROMI AMPÉRMETRAMII - namerané hodnoty na ampérmetri AIn - namerané hodnoty na ampérmetri AnIz - namerané hodnoty na ampérmetri AzZ - impedancia záťažeφ - fázový posunR - odpor záťažeX - reaktancia záťaže8.GRAF:List:4/49.VYHODNOTENIE:Zistili sme, že pri malých prúdoch sa nedá vypočítať φ a následne ani R a X,lebo cosφ je väčšie ako 1.XXXXX XXXXXXXX LIST 3/4

MERANIE TROMI VOLTMETRAMI1.ÚLOHA:a,) Odmerajte impedancie rôznej záťaže tromi voltmetrami.b,) Graficky znázornite impedancie záťaží v závislosti na napätí.c,) Z nameraných hodnôt vypočítajte fázový posun φ činný odpor a reaktanciuzáťaže.2.OPIS MERANÉHO PREDMETU:záťaže – cievka 12000 závitov, max I = 0,05A, ø= 0,1mm Cu– kondenzátor TC 427, max 250V, 8 µ F3.TEORETICKÝ ROZBOR:Meraním sme mali zistiť impedancie cievky, kondenzátora, cievky a kondenzátorazapojených do série. Táto metóda je podobná metóde porovnávania napätí. Zozistených napätí U,Un,Uz si vieme podľa vzorcov vypočítať impedanciu,činný odpor ,reaktanciu záťaže a fázový posun.Z=Rn.(Uz/Un) φ=cos -1 .(U 2 -(Un 2 +Uz 2 ))/2.Un.Uz R=Z.cosφ X=Z.sinφ4.SCHÉMA ZAPOJENIA:5.SÚPIS PRÍSTROJOV:kondenzátor TC 427, max 250V, 8 µ Fcievka 12000 závitov, max I = 0,05A, ø= 0,1mm CuRn – odporová dekáda, XL 6Rp – posúvny rezistor, 250Ω, max.:500V/1 A, 10 68, EL 255Zdroj PZN 240, ev. č.: 0755V - voltmemeter DU10, EL 111, výr. číslo: 6773737,Vz – voltmemeter DU10, EL 112, výr. číslo: 674532,Vn – voltmemeter DU10, výr. číslo: 6368097,XXXXX XXXXXXXX LIST 1/4

MERANIE TROMI VOLTMETRAMI6.POSTUP PRI MERANÍ:Dekádu sme sa snažili nastaviť tak aby nám voltmetre ukázali približné hodnoty.Hodnoty sme odčítali zo všetkých 3 voltmetrov a zaznamenali ich do tabuľky. Zmenilisme odpor Rp tým aj vstupné napätie. Takto sme postupovali 5 krát. Z uvedenýchnapätí sme vypočítali impedanciu ,činný odpor, reaktanciu záťaže a fázový posun.7.TABUĽKA HODNÔT:Č.M. U(V) Un(V) Uz(V) Z(Ω) φ(˚) R(Ω) X(Ω)1 2 1,2 1,05 2450,00 54,66 1417,01 1998,642 4 2,15 2,1 2734,88 39,50 2110,22 1739,6993 6 3,09 3,15 2854,37 31,89 2423,64 1507,784 8 4,09 4,21 2882,15 30,91 2472,90 1480,39Pre L5 10 5,02 5,31 2961,75 29,05 2589,04 1438,35Rn 2800Vzorový výpočet pre prvý riadok:Z=Rn.(Uz/Un) φ=cos -1 .(U 2 -(Un 2 +Uz 2 ))/2.Un.Uz R=Z.cosφ X=Z.sinφZ= 2800.(1,5/1,2) φ=cos -1 .(2 2 -(1,2 2 +1,05 2 ))/2.1,2.1,05 R=2450.0,578 X=2450.0,815Z=2450 Ω φ=54,66˚ R=1417,01Ω X=1998,64ΩČ.M. U(V) Un(V) Uz(V) Z(Ω) φ(˚) R(Ω) X(Ω)1 2 1,6 1,4 350,00 96,67 -40,63 347,632 4 3,01 2,85 378,74 93,95 -26,11 377,83683 6 4,35 4,28 393,56 91,91 -13,12 393,344 8 5,8 5,89 406,21 93,64 -25,76 405,39Pre CRn 4005 10 7,2 7,2 400,00 92,03 -14,20 399,75Vzorový výpočet pre prvý riadok:Z=Rn.(Uz/Un) φ=cos -1 .(U 2 -(Un 2 +Uz 2 ))/2.Un.Uz R=Z.cosφ X=Z.sinφZ= 400.(1,4/1,6) φ=cos -1 .(2 2 -(1,6 2 +1,4 2 ))/2.1,6.1,4 R=350.-0,116 X=350.0,993Z=350 Ω φ=96,67˚ R=-40,63Ω X=347,63ΩČ.M. U(V) Un(V) Uz(V) Z(Ω) φ(˚) R(Ω) X(Ω)1 2 1,2 1,3 3033,33 73,81 845,83 2913,022 4 2,16 2,08 2696,30 38,75 2102,88 1687,5743 6 3,1 3,1 2800,00 29,19 2444,54 1365,374 8 4,1 4,19 2861,46 30,40 2468,02 1448,05Pre LCRn 28005 10 5,09 5,26 2893,52 29,89 2508,64 1441,94Vzorový výpočet pre prvý riadok:Z=Rn.(Uz/Un) φ=cos -1 .(U 2 -(Un 2 +Uz 2 ))/2.Un.Uz R=Z.cosφ X=Z.sinφZ= 2800.(1,3/1,2) φ=cos -1 .(2 2 -(1,2 2 +1,3 2 ))/2.1,2.1,3 R=3033,33.0,278 X=3033,33.0,960Z=3033,33 Ω φ=73,81˚ R=845,83Ω X=2913,02ΩXXXXX XXXXXXXX LIST 2/4

MERANIE TROMI VOLTMETRAMIU - namerané hodnoty na voltmetri VUn - namerané hodnoty na voltmetri VnUz - namerané hodnoty na voltmetri VzZ - impedancia záťažeφ - fázový posunR - odpor záťažeX - reaktancia záťaže8.GRAF:List:4/49.VYHODNOTENIE:Po odmeraní a vypočítaní hodnôt sme zistili, že táto metóda je určená premeranie malých impedancií, oveľa menších ako odpor voltmetra. Teda aj premalé výkony pri všetkých záťažiach(C, L, LC).XXXXX XXXXXXXX LIST 3/4