Laboratorní práce z fyziky Jména autorů: Třída: 9.B Téma: Měření transformačního poměru Školní rok: 13/1 Úkoly: Úkol 1) Proměřit transformaci napětí pro cívky 3 a 3 závitů. Stvořit společný graf závislosti U na U 1 pro hodnoty teoretické a naměřené. Úkol ) Proměřit transformaci napětí pro cívky 3 a závitů. Stvořit společný graf závislosti U na U 1 pro hodnoty teoretické a naměřené. Úkol 3) Proměřit transformaci napětí pro cívky a 3 závitů. Stvořit společný graf závislosti U na U 1 pro hodnoty teoretické a naměřené. Úkol ) Vytvořit graf závislosti U na U 1 pro všechna naměřená data z úkolů 1 až 3. Teorie: Účelem měření je zjistit, jaký bude transformační poměr při různých hodnotách napětí a různých počtech závitů, jak na primární cívce tak i sekundární. K měření byly použity tyto pomůcky: Zdroj Voltmetr Spínač x cívka (3Z a Z) Jádro (U+I=O) Kabely
Pro výpočet teoretického transformačního poměru jsme použili tento vzorec : p = N N 1 Pro výpočet skutečného transformačního poměru, s využitím hodnot napětí jsme použili tento vzorec : p = U U 1 Přičemž platí že: [ p ] transformační poměr [ N ] počet závitů [ U ] hodnota napětí Průběh měření hodnot Po sestavení funkčního obvodu, tedy po zapojení veškerých součástek a jejich propojení se zdrojem napětí. Jsme zapnuli napájení zdroje. Pomocí multimetru jsme odečetli hodnotu naměřenou na primární cívce a zapsali jí do tabulky podle hodnoty elektrického proudu. To samé jsme provedli i na sekundární cívce. Po odečtení a zapsání všech hodnot jsme postupně zvyšovali hodnotu elektrického proudu do určených hodnot a opět zapisovali výsledné napětí na primární a sekundární cívce. Během měření byly cívky několikrát vyměněny za cívky s buď vyšším nebo nižším počtem vynutí. Po vyhotovení veškerých záznamů byla aparatura rozebrána a umístěna na původní místo. Všechna měření byla provedena v místnosti s pokojovou teplotou. V prvním cvičení jsme voltmetr nastavili na rozsah 1V nebo nejbližší vyšší. Poté jsme na zdroji měnili napětí od 1 do V.
U[V] Data Úkol 1) Teoretická hodnota pro dané počty závitů Napětí na zdroji 1V V 3V V 5V V U1 1 3 5 U 1 3 5 Napětí na zdroji 1V V 3V V 5V V U1 1,,5 3,9,5 5, 7, U 1,1,39 3,, 5,,73 Použity cívky: N1=3Z, N=3Z Graf závislosti U1 a U pro N1=3z a N= 3z 7 5 3 1 Teoretické hodnoty Naměřené hodnoty Lineární (Teoretické hodnoty) Lineární (Naměřené hodnoty)
U[V] Úkol ) Teoretická hodnota pro dané počty závitů Napětí na zdroji 1V V 3V V 5V V 7V V U1 1 3 5 7 9 U 1 1 1 1 Napětí na zdroji 1V V 3V V 5V V 7V V U1 1,,5 3,9,5 5, 7, 7,9 9, U,35,79 7,5,5 11 13,9 1,1 17,3 Použity cívky: N1=3Z, N=Z Graf závislosti U1 a U pro N1=3z a N= z 1 1 1 1 1 1 Teoretické hodnoty Naměřené hodnoty Lineární (Teoretické hodnoty) Lineární (Naměřené hodnoty)
U[V] U[V] Úkol 3) Teoretická hodnota pro dané počty závitů Napětí na zdroji 1V 3V 5V V 7V V 1V 1V U1 1, 3, 5, 7, 7,9 9, 1, 13,5 U,57 1,7,7 3,31 3,,5 5,17, Napětí na zdroji 1V 3V 5V V 7V V 1V 1V U1 1, 3, 5, 7, 7,9 9, 1, 13,5 U,57 1,7,7 3,31 3,,5 5,17, Použity cívky: N1= Z, 3Z Graf závislosti U1 a U pro N1=3z a N= z 1 1 1 1 Teoretické hodnoty Naměřené hodnoty Lineární (Teoretické hodnoty) Lineární (Naměřené hodnoty) Úkol ) Srovnání všech naměřených transformátorů 1 1 1 1 1 5 1 15 N1=3z, N=3z N1=3z, N= z N1= z, N = 3z Lineární (N1=3z, N=3z) Lineární (N1=3z, N= z) Lineární (N1= z, N = 3z)
Závěr Naměřená data a grafy jsou v podkapitolách jednotlivých úkolů. Při jejich množství nedává smysl je zde znovu shrnovat. Diskuze Transformační poměr v 1. úkolu vyšel p=,93 ±,1 (veličina nemá jednotku). Transformační poměr v. úkolu vyšel p= 1,7 ±, (veličina nemá jednotku). Transformační poměr v 3. úkolu vyšel p=,7 ±,1 (veličina nemá jednotku). Naměřili jsme, že i když je transformační poměr 1, čili by se výsledné napětí nemělo změnit, tak se s zvyšujícím elektrickým proudem zvyšovaly také odchylky. V některých případech i o 1 A. Všechny transformační poměry vyšli dle očekávání, tedy že se budou mírně lišit od těch teoretických. Způsobeno je to ztrátami v obvodu, které vznikají v nedokonalých vodičích. Dále je zde také samotný zdroj, který i když dle popisků by měl vydávat např. V vydává voltů více, protože se počítá s větším zatížením obvodu, než který jsme prováděli my. Největší chybu bych ale viděl v tom, že veškeré hodnoty jsou max. na desetinná místa. Tudíž nemůžeme docílit takové přesnosti v měření. K celkovému zpřesněný výsledků by dopomohlo to, že bychom měřili na více des. míst a zdroj by byl nastavován na přesnou hodnotu.