Martin Lipinský

A05450

3.6.2007

Fyzikální Praktikum

Měření proudu a napětí v obvodech elektrického proudu

Obsah

1.Měřící potřeby a přístroje	3

2.Obecná část	3

3.Postup měření	3

3.1Seriové zapojení odporů	3

3.2Paralelní zapojení odporů	3

3.3Obvod se dvěma zdroji	4

3.4Měření odporu substituční metodou	4

4.Pracovní úkol	4

5.Naměřené hodnoty	5

5.1Seriové zapojení odporů	5

5.2Paralelní zapojení odporů	5

5.3Obvod se dvěma zdroji	5

5.4Měření odporu substituční metodou	5

6.Zpracování výsledků	6

6.1Velikosti odporů R1, R2 a R3	6

6.2Ověrení platnosti Kirhoffových zákonů u zapojení se dvěma zdroji	6

7.Diskuse výsledků	7

Měřící potřeby a přístroje

K měření byli použity následující přístroje:

2x Regulovatelný zdroj stejnosměrného napětí

Tři měřené odpory

Odporový normál

Dva multimetry pro měření proudu a napětí

Krabička s přepínačem a ochranným odporem

Spojovací kabely a propojovací uzly

Obecná část

Měrení napětí a proudu v obvodech elektrického proudu se řídí ohmovým zákonem U=RI. Pro proudový uzel platí Kirhoffův zákon Suma I=0.Výkon jde spočítat ze vztahu P=UI nebo také P=U^2/R

Postup měření

Postupně jsme měřili proud a napětí ve třech různých zapojeních a pak také velikost odporů při porovnání s odporovám normálem.

Seriové zapojení odporů

Odpory R1, R2 a R3 jsou zapojeny ke zdroji proudu seriove. Měřen byl proud procházející obvodem a napětí na jednotlivých odporech a na všech dohromady.

Paralelní zapojení odporů

Odpory R1, R2 a R3 jsou zapojeny ke zdroji paralelně. Měříme celkové napětí a celkový proud v obvodu. Zároveň změříme proud v jednotlivých větvích obvodu.

Obvod se dvěma zdroji

V obvodu zapojeném podle schématu změříme prudy a napětí ve všech třech větvích a zároveň úbytky na napětí na zdrojích E1 a E2.

Měření odporu substituční metodou

Měření odporu substituční metodou spočívá v porovnání měřeného odporu proti odporovému normálu. Stejná velikost obou odporů je zjištěna pomocí ampérmetru. Stejný protékající proud znamená stejnou velikost odporu.

Pracovní úkol

Proměřte v obvodech 3.1 – 3.3 proudy a napětí.

Vypočítejte v každém obvodu 3.1- 3.3 odpory spotřebičů

Vypočítejte v každém obvodu 3.1- 3.3 výkony spotřebičů

V obvodu 3.3 ověřte platnost Kirhoffových zákonů

Odpory zjištěné při měření substituční metodou porovnejte s hodnotami odporů vypočtených v předcházejících měřeních

Naměřené hodnoty

Seriové zapojení odporů

	Celkové	R1	R2	R3
I [mA]	13,96	13,96	13,96	13,96
U [V]	15,95	3,2	3,68	9,05
R [ohm]	1142,55	229,2	263,61	648,28
P [W]	0,22	0,04	0,05	0,13

Paralelní zapojení odporů

	Celkové	R1	R2	R3
I [mA]	18,4	7,98	6,98	2,91
U [V]	1,9	1,9	1,9	1,9
R [ohm]	1032,6	238,1	272,21	652,92
P [W]	0,03	0,02	0,01	0,01

Obvod se dvěma zdroji

	Celkové	R1	R2	R3
I [mA]		40,6	39,7	0,86
U [V]		9,32	10,56	0,55
R [ohm]		229,56	265,99	639,53
P [W]		0,38	0,42	0

E1 [V] =9,96

E2 [V] =10,01

Měření odporu substituční metodou

R1= 228 [ohm]

R2= 264 [ohm]

R3= 646 [ohm]

Zpracování výsledků

Velikosti odporů R1, R2 a R3

Dopočítané hodnoty a odporu a výkonu jsou doplněny tučně přímo do tabulek s naměřenými hodnotamu.

Tabulku která ukazuje rodíly mezi velikostí odporů vypočítaných z jednotlivých měření je uvedena níže.

	Seriové	Paralelní	Dva zdroje	Substituční	Multimetr	Průměr
R1	229,2	238,1	229,56	228	230	230,97
R2	263,61	272,21	265,99	264	266	266,36
R3	648,28	652,92	639,56	646	647	646,75

Hodnoty z tabulky jsem vynesl do následujícího grafu. Je zde vidět, že výsledky neobsahují hodnoty, které by byli výrazně mimo daný rámec.

Ověrení platnosti Kirhoffových zákonů u zapojení se dvěma zdroji

Podle Kirhoffových zakonu musí platit:

Proudy:

I1 – I2 -I3 =0

40,6 – 39,7 – 0,86 = 0,04 (přibližně 0)

Smyčka S1:

-E2 + U2 – U3 =0

-10,01 + 10,56 – 0,55 =0

Smyčka S2:

-E1 + U1 + U3 =0

-9,96 + 9,32 _0,55 = 0,09 (přibližně 0)

Smyčka S3:

-E1 – E2 + U1 + U2 =0

-9,96 – 10,01 +9,32 + 10,56 = -0,09 (přibližně 0)

Z uvedených výpočtů je vidět že kirhoffovy zákony platí a příslušné součty se velmi blíží teoretické nule.

Diskuse výsledků

V rámci tolerance měření jsme ověřili platnost základních zákonů (Ohmova, Kirhoffových). Drobné nepřesnosti jsou způsobeny nepřesnostmi měření a také tím, že obvody nejsou ideální (nekonečný odpor voltmetru, nulový odpor vodičů). Vyšší přesnosti by mohlo být dosaženo opakovaným měřením a průměrováním výsledků.

2007-06-03T09:08:32