Základní odporové obvody I Laboratorní cvičení č. 2

Podobné dokumenty
Základní měření s výchylkovými multimetry Laboratorní cvičení č. 1

Harmonický ustálený stav pokyny k měření Laboratorní cvičení č. 1

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Úloha 1 Multimetr. 9. Snižte napájecí napětí na 0V (otočením ovládacího knoflíku výstupního napětí zcela doleva).

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Technická měření v bezpečnostním inženýrství. Elektrická měření proud, napětí, odpor

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Odporový dělič napětí a proudu, princip superpozice

Petr Myška Datum úlohy: Ročník: první Datum protokolu:

Technická měření v bezpečnostním inženýrství. Elektrická měření proud, napětí, odpor

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

VOLTAMPÉROVÉ CHARAKTERISTIKY DIOD

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Laboratorní práce č. 3: Měření elektrického proudu a napětí

Elektrická měření pro I. ročník (Laboratorní cvičení)

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Manuální, technická a elektrozručnost

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření. Měření parametrů operačních zesilovačů, část 3-7-5

Typ UCE0 (V) IC (A) PCmax (W)

LABORATORNÍ PROTOKOL Z PŘEDMĚTU SILNOPROUDÁ ELEKTROTECHNIKA

Elektrický proud v kovech Odpor vodiče, Ohmův zákon Kirchhoffovy zákony, Spojování rezistorů Práce a výkon elektrického proudu

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Úloha 1: Zapojení integrovaného obvodu MA 7805 jako zdroje napětí a zdroje proudu

MĚŘENÍ POLOVODIČOVÝCH DIOD 201-3R

Měření vlastností lineárních stabilizátorů. Návod k přípravku pro laboratorní cvičení v předmětu EOS.

Střední průmyslová škola elektrotechniky a informatiky, Ostrava VÝROBNÍ DOKUMENTACE

kde U výst je napětí na jezdci potenciometru, R P2 je odpor jezdce potenciometru, R P celkový odpor potenciometru a U je napětí přivedené

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Název: Měření napětí a proudu

- Stabilizátory se Zenerovou diodou - Integrované stabilizátory

2.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU Měřený předmětem jsou v tomto případě polovodičové diody, jejich údaje jsou uvedeny v tabulce:

7. Měření na elektrických přístrojích

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Měření vlastností střídavého zesilovače

2 Přímé a nepřímé měření odporu

K Univerzální teplotní čidlo s výstupem proudové smyčky

2. Měření odporu rezistoru a volt-ampérové charakteristiky žárovky

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření. Měření parametrů logického obvodu, část 3-6-5

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření. Měření parametrů operačních zesilovačů, část 3-7-4

Teorie: Voltampérovou charakteristiku měříme v propustném i závěrném směru.

Laboratorní úloha č. 1 Základní elektrická měření

AX-7020 Příručka uživatele

ELEKTRICKÉ STROJE. Laboratorní cvičení LS 2013/2014. Měření ztrát 3f transformátoru

EUROPEAN TRADESMAN PROJECT NOTES ON ELECTRICAL TESTS OF ELECTRICAL INSTALLATIONS. Použití měřících přístrojů

EUROPEAN TRADESMAN PROJECT NOTES ON ELECTRICAL TESTS OF ELECTRICAL INSTALLATIONS

Základy elektrotechniky 2 (21ZEL2) Přednáška 1

Bezpečnost práce, měření proudu a napětí, odchylky měření

KLEŠŤOVÝ MULTIMETR DIGITÁLNÍ

ČÍSLICOVÝ MULTIMETR AX-100

2.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU Měřeným předmětem je operační zesilovač. Pro měření byla použita souprava s operačním zesilovačem, kde napájení bylo 5V

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Měření vlastností a základních parametrů elektronických prvků

2.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU Měřeným předmětem je v tomto případě nízkofrekvenční nevýkonový tranzistor KC 639. Mezní hodnoty jsou uvedeny v tabulce:

Laboratorní úloha č. 2 - Vnitřní odpor zdroje

1.3 Bipolární tranzistor

AX Uživatelská příručka

Elektronika ve fyzikálním experimentu

Měření VA charakteristik polovodičových diod

N-V-LAB-1. Laboratorní stanice 3 v 1 (páječka, zdroj, multimetr)

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření. Měření vlastní a vzájemné indukčnosti, část 3-1-3

1.1 Měření hodinového úhlu transformátorů

Elektronika pro informační technologie (IEL)

V následujícím obvodě určete metodou postupného zjednodušování hodnoty zadaných proudů, napětí a výkonů. Zadáno: U Z = 30 V R 6 = 30 Ω R 3 = 40 Ω R 3

10. Měření. Chceme-li s měřícím přístrojem cokoliv dělat, je důležité znát jeho základní napěťový rozsah, základní proudový rozsah a vnitřní odpor!

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření. Měření na elektrických strojích - transformátor, část 3-2-4

Katedra elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava MĚŘENÍ NA JEDNOFÁZOVÉM TRANSFORMÁTORU.

3. VYBAVENÍ LABORATOŘÍ A POKYNY PRO MĚŘENÍ

Elektronické praktikum EPR1

Stabiliz atory napˇet ı v nap ajec ıch zdroj ıch - mˇeˇren ı z akladn ıch parametr u Ondˇrej ˇ Sika

Elektrický proud 2. Zápisy do sešitu

Cvičení 11. B1B14ZEL1 / Základy elektrotechnického inženýrství

Automatizační technika Měření č. 6- Analogové snímače

Pracoviště 1. Vliv vnitřního odporu voltmetru na výstupní napětí můstku. Přístroje: Úkol měření: Schéma zapojení:

Pokusy s transformátorem. Věra Koudelková, KDF MFF UK, Praha

Určeno pro posluchače všech bakalářských studijních programů FS

1.Zadání 2.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU 3.TEORETICKÝ ROZBOR

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

ZADÁNÍ LABORATORNÍHO CVIČENÍ

Základní měření pasivních a aktivních elektronických součástek

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Elektrický proud střídavý. Název: Téma: Autor:

Zpráva o měření. Střední průmyslová škola elektrotechnická Havířov. Úloha: Měření výkonu. Třída: 3.C. Skupina: 3. Zpráva číslo: 8. Den:

MULTIMETR NÁVOD K OBSLUZE. Model : DM Pocket verze

Laboratorní práce č. 1: Určení voltampérových charakteristik spotřebičů

Transkript:

Základní odporové obvody I Laboratorní cvičení č. 2 Cíle cvičení: ověřit základní vlastnosti nezatíženého a zatíženého odporového děliče napětí, navrhnout a realizovat jednoduchý obvod se svítivou LED diodou, provést vyhodnocení měření podle níže uvedených pokynů. Obvody budou realizovány pájením na univerzálním plošném spoji. Základní pokyny a informace k pájení viz obrazová příloha níže. Použité přístroje a pomůcky: laboratorní zdroj stejnosměrných napětí Diametral P230R51D (1 ks), měřič RLCG Tesla BM 591 (měření parametrů součástek, 1 ks), přenosný (ruční) číslicový multimetr (2 ks), pájecí stanice PACE ST 50 s příslušenstvím, alternativně trafopájka 75 VA (1 ks), součástky a příslušenství pro pájení (rezistory, dioda, univerzální plošný spoj, pájka, kalafuna, pinzeta, kleště, propojovací vodiče, speciální podložka pro pájení). Úloha č. 1. Nezatížený a zatížený odporový dělič napětí (50 minut) 1. Předem vypočtěte napětí U 2T (T jako teoretické, ideální) pro známé napětí U 1T =5 V a ideální hodnoty odporu obou rezistorů R 1T =R 2T = Ω, viz obr.1a). Vzorec pro výpočet napětí U 2T zapište pod první tabulku. 2. Změřte přesně odpory obou rezistorů R 1 a R 2 měřičem RLCG nebo číslicovým multimetrem. 3. S využitím univerzálního plošného spoje realizujte pájením obvod podle obr.1a), na zdroji nastavte napětí 5 V. Po zapnutí změřte přesně napětí U 1 a U 2 pomocí číslicových multimetrů, natavených jako voltmetry V 1 a V 2. 4. Vypočtěte proudy oběma voltmetry (spotřebu) I V1 a I V2 s využitím jejich celkového vnitřního odporu. 5. Levý číslicový multimetr nyní zapojte jako ampérmetr podle obr.1b) a změřte odběr ze zdroje, tedy proud I C. 6. Ze známého vnitřního odporu a údaje napětí vypočtěte vlastní spotřebu voltmetru V 2, tedy proud I V2. 7. S využitím I. Kirchhoffova zákona vypočtěte proud I R2. Dále vypočtete ztrátový výkon P R2. 8. S využitím známé hodnoty napětí U 1 (předchozí měření) a proudu I C vypočtete příkon ze zdroje P Z. 9. Podle obr.1c) zatižte dělič napětí rezistorem R Z a změřte obě napětí. 10. Vypočtěte ztrátový výkon P RZ a proud I RZ. 11. Pod příslušné tabulky zapište požadované vztahy. U Z zdroj I V1 V 1 U 1 R 1 I V2 R 2 V 2 U 2 U Z ma I C R 1 I R2 I V2 R 2 V 2 U 2 U Z V 1 R 1 R 2 V 2 U 2Z R Z a) b) c) Obr.1. Lineární odporový dělič napětí: a) a b) nezatížený, c) zatížený. U 1T =5 V, R 1T = R 2T = Ω U 2T [V] I C [ma] U 1 [V] R 1 [Ω] I V2 [ma] U 2Z [V] R 2 [Ω] I R2 [ma] P RZ [W] U 1 [V] U 1 [V] I RZ [ma] U 2 [V] U 2 [V] I V1 [µa] P R2 [W] I V2 [µa] P Z [W] Vzorec pro výpočet U 2T : Vzorec pro příkon P Z : Vzorec pro výpočet U 2Z :

Úloha č. 2. Jednoduchý obvod se svítivou LED diodou (30 minut) 1. Změřte přesně skutečnou hodnotu odporu rezistoru R. 2. Na zdroji předem nastavte napětí 5 V co nejpřesněji pomocí voltmetru. 3. Na plošném spoji realizujte jednoduchý obvod se svítivou (LED) diodou podle obr.2a). 4. Po zapnutí zdroje by měla dioda svítit (pozor na správnou polaritu). Změřte proud diodou I D, dále napětí na diodě U D a napětí na rezistoru U R. Ověřte v praxi platnost II. Kirchhoffova zákona. 5. Vypočtěte ztrátový výkon na rezistoru P R a na diodě P D. 6. Podle obr.2b) změřte proud nakrátko I K, tedy maximální možný proud, jeli U D =0 V (namísto diody je zkrat). 7. Podle obr.2c) změřte napětí naprázdno U 0, tedy maximální možné napětí, jeli I D =0 A (dioda je vynechána). 8. Díky známým hodnotám U 0 a I K nakreslete ručně na milimetrový papír zatěžovací přímku do grafu I=f(U). Čárkovaně do ní vyznačte převodní charakteristiku diody. Ověřte, že napětí U 0 je shodné s U Z. 9. Pod tabulku zapište vztah pro návrh odporu rezistoru R (a vypočtěte jej) s využitím II. Kirchhoffova zákona a Ohmova zákona, znáteli změřené hodnoty U D a I D podle bodu 4. U Z ma I D R LED V D U D U Z ma I K R R U Z V 0 U 0 a) b) c) Obr.2. a) Obvod se svítivou (LED) diodou, b) měření proudu nakrátko, c) měření napětí naprázdno. R [Ω] U Z [V] U D [V] U R [V] I D [ma] P R [W] P D [W] I K [ma] U 0 [V] Vztah pro návrh odporu R a jeho konkrétní výpočet: Vyhodnocení měření a závěr Ve vašich sešitech, které nahrazují protokol o měření, bude první (titulní) strana vyhrazena názvu laboratorní úlohy velkými písmeny, datu měření a jménu toho, kdo měřil. Dále si do sešitu vlepte strany 1 a 2 tohoto zadání (nejlépe mírně oříznuté) a realizovaný graf (ručně na milimetrový papír, ne pomocí počítače). Všechny tabulky během měření správně vyplňte. V sešitě dále mohou být zápisky a poznámky, jsouli potřeba a povinný závěr, v němž vyhodnoťte měření č. 1 a 2. Zejména se vyjádřete k těmto bodům: Jaký je vliv velikosti obou rezistorů nezatíženého děliče napětí na odběr proudu ze zdroje? jak se změní výstupní napětí nezatíženého děliče při jeho zatížení rezistorem? Jaký je význam rezistoru, zapojeného do série s LED diodou? Jak souvisí jas diody s velikostí odporu R? Co je to proud nakrátko a napětí naprázdno? Níže v textu jsou uvedeny obrázky použitých měřidel a pomůcek včetně základních informací o pájení.

Obrazová příloha k jednotlivým úlohám Úloha č. 1. Odpory obou rezistorů změřte přesně buďto měřičem RLCG (po zapnutí hlavního vypínače zcela vlevo stiskem tlačítka R nastavíte měření odporů) nebo číslicovým multimetrem, přepnutým na měření odporů (OHM) s nastaveným měřicím rozsahem 2K. Nemáteli k dispozici speciální krokosvorky, přidržte měřený rezistor pevně rukama na přívodních kabelech. Při měření napětí se ujistěte, že jste oba číslicové multimetry přepnuly do režimu pro měření stejnosměrných napětí (DCV) s dostatečně vysokým měřicím rozsahem 20V. Analogicky postupujte při měření proudu ze zdroje. Celkový vnitřní odpor číslicových multimetrů změřte tak, že vždy jeden z nich nastavte na měření napětí DCV na rozsahu 20 V, druhý pro měření odporu (poloha přepínače OHM) na rozsahu 20 M a jím změřte přímo vnitřní odpor voltmetru. Poté měření zopakujte, multimetry si nyní vymění role. Zapojení děliče napětí s rezistory realizujte na univerzálním plošném spoji tak, že využijete zabudované vstupní svorky, do nichž zapojíte přívodní vodiče např. ze zdroje. Z těchto svorek pak napájíte drátky k rezistorům, rovněž předem napájeným na plošném spoji. Protože je plošný spoj využíván řadou studentů a je často v provozu, najděte si na něm funkční a na pohled pěkné plošky. Obr.1.1. Měření odporu rezistoru měřičem RLCG Tesla BM 591.

Obr.1.2. Měření odporu číslicovým multimetrem Metex M4650 CR. Obr.1.3. Možná podoba odporového děliče napětí na univerzálním plošném spoji (celkový pohled).

Obr.1.4. Detail univerzálního plošného spoje se zdířkami pro připojení vodičů. Obr.1.5. Měření celkového vnitřního odporu číslicového voltmetru číslicovým ohmmetrem.

Úloha č. 2. Zapojení svítivé LED diody v sérii s rezistorem je jednoduché. Aby dioda svítila, je třeba dbát na její správnou polaritu; anoda se zapájí blíže ke kladnému, katoda k zápornému pólu zdroje. Obr.2.1. Měření proudu LED diodou a napětí na diodě. Obr.2.2. Detail obvodu se svítící LED diodou.

Základní informace k pájení Pájení v laboratoři (anglicky soldering) je postup, kdy pomocí tzv. měkké pájky (slitina cínu a olova, např. Sn63Pb37 s bodem tání asi 183 C) se snažíme spojit dva vývody součástek, součástku na plošný spoj, apod. K tomu používáme pájecí stanici (jinak také pájedlo) s hrotem, rozehřátým na vyšší teplotu, cca 240350 C (měkké pájení). Zpravidla postupujeme takto: zapneme pájecí stanici a počkáme na ustálení teploty, na obrázku níže C, horkým hrotem rozehřejeme pájku (lidově cín ve formě tenkého ohebného drátku) a spojíme oba materiály, často je vhodné ještě předem namočit hrot krátce do kalafuny (pryskyřice v roli tavidla), která chemicky očistí povrchy obou materiálů (vývodů, vodičů, plošného spoje) a zajistím tím dobrou smáčivost. V laboratoři používáme pájecí stanice PACE ST 50 s hrotem, umístěným v pevném držáku, pod nímž se nachází namočená speciální houba, sloužící k očištění hrotu. Pájka (cín) se prodává jako drátek různého průměru, navinutý v cívkách. Často již obsahuje kalafunu. Vzhledem k vyšším teplotám je třeba opatrnosti, používat pinzetu a dbát na svou osobní bezpečnost. Pracoviště jsou vybavená speciální teplotně i mechanicky odolnou podložkou pro pájení. Proces pájení je z hlediska legislativy v našem regionu ošetřen evropskými normami a doporučeními, platnými pro průmyslové a komerční aplikace a nasazení. V současné době je trend přecházet z pájek olovnatých na bezolovnaté (unleaded, leadless) z ekologických důvodů. Bezolovnaté pájky jsou však stále ještě dražší a výrobně komplikovanější a vykazují některé méně vhodné vlastnosti, které se s vývojem budou jistě zlepšovat. Před vlastním pájením si pracoviště dobře prohlédněte a uspořádejte tak, aby nedošlo k úrazu. Měkká olovnatá pájka Kalafuna (tavidlo) Pájecí stanice Držák horkého hrotu Guma pro sundání hrotu Namočená houba pro očištění hrotu Univerzální plošný spoj Obr.P1. Pracoviště pro realizaci elektrických obvodů pájením.

Měkká olovnatá pájka Výměnný hrot (očko) Trafopájka o výkonu 75 VA Kalafuna (tavidlo) Obr.P2. Trafopájka alternativní pájecí stanice pro rychlé pájení. Obr.P3. Vlastní proces pájení spojování materiálu měkkou pájkou SnPb.

. Obr.P4. Spoj s horší smáčivostí pájka se tahá za hrotem (vlevo); zbytky kalafuny na spoji vpravo.