uČebnÉ texty - dopravnazv.edupage.org · Úloha č.4 meranie výsledného odporu sériového...

Stredná priemyselná škola dopravná, Sokolská 911/94, 960 01 Zvolen

Kód ITMS projektu: 26110130667 Názov projektu: Zvyšovanie flexibility absolventov v oblasti dopravy

„Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ“

UČEBNÉ TEXTY

Pracovný zošit č.14

Vzdelávacia oblasť: Moderné vzdelávanie pre vedomostnú

spoločnosť

Predmet: Elektrotechnické merania

Ročník, triedy: Tretí, triedy III B, III C

Tematický celok: Základné merania

Vypracoval: Ing. Alžbeta Kršňáková

Dátum: 25.8.2015

(Téma)

„Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ“ Strana 1 z 43

Obsah

1. TEÓRIA: MERANIE ODPOROV NA SIMULÁTORE HDS 250- ELEKTRONIC ......................................... 2

2. LABORATÓRNE CVIČENIE č.14: MERANIE REZISTOROV NA SIMULÁTORE HDS 250 - ELEKTRONIC 6

3. POUŽITÉ ZDROJE ............................................................................................................................ 42

(Téma)


MERANIE ODPOROV NA SIMULÁTORE HDS 250-

ELEKTRONIC

1. TEÓRIA: MERANIE ODPOROV NA SIMULÁTORE HDS 250-

ELEKTRONIC

1. Základná vlastnosť rezistora.

Rezistor kladie prietoku prúdu v obvode odpor.

Schematická značka:

Rezistor: označujeme R , jednotka veličiny je Ohm (Ω). Rezistor je pasívna súčiastka.

(Téma)


2. Ideálny a reálny rezistor.

Ideálny rezistor by mal mať jediný parameter svoj odpor. Tento parameter by nemal byť závislý na

žiadnych vonkajších vplyvoch. Pre ideálny rezistor platí ohmov zákon v plnom rozsahu.

Výkon daný vzťahom:

Tým, že rezistorom preteká prúd , tento sa zahrieva a premieňa časť „energie“ na teplo.

Ohmov zákon.

Elektrický prúd pretekajúci v uzavretom elektrickom obvode je priamo úmerný napätiu zdroja a

nepriamo úmerný elektrickému odporu obvodu.

Reálny rezistor je však vyrobený z reálneho materiálu vykazujúceho elektrický odpor a má určité vlastnosti.

Z toho vyplýva:

Hodnota jeho odporu je závislá na teplote.

Dokáže premeniť na teplo určitý výkon.

Pri väčšom zaťažení, než na ktoré je určený sa zničí prehriatím.

Hodnota býva odlišná od menovitej, ktorá je uvedená na puzdre.

Rezistor má obmedzenú elektrickú pevnosť.

Pri použití vyššieho napätia, na ktoré je konštruovaný môže dôjsť k jeho prerazeniu alebo poškodeniu.

Okrem reálneho odporu vykazuje tiež sériovú indukčnosť a paralelnú kapacitu. Tieto parazitné veličiny

sa prejavujú pri vyšších frekvenciách pretekajúceho prúdu.

Pri veľmi vysokých frekvenciách na rezistore dochádza k tzv. „Skin efektu“.

Rezistor vykazuje aj „Elektrický šum“.

„Skin efekt“ a „Elektrický šum“ sú javy popisované v príslušnej odbornej literatúre.

3. Charakteristické vlastnosti rezistorov.

Menovitý hodnota rezistora - predpokladaný odpor súčiastky v ohmoch.

Tolerancia menovitého rezistora - označuje sa tým dovolená odchýlka od menovitej hodnoty.

Menovité zaťaženie rezistora - výkon, ktorý sa môže za určitých normou stanovených podmienok

premeniť na teplo, bez toho aby teplota na jeho povrchu prekročila prístupnú veľkosť.

Prevádzkové zaťaženie rezistora - najväčšie prípustné prevádzkové zaťaženie rezistora, ktoré je určené

najvyššou teplotou súčiastky, pri ktorej ešte nenastávajú trvalé zmeny veľkosti odporu a ani podstatné

skracovanie doby jej životnosti.

Najväčšie dovolené napätie - najväčšie dovolené napätie medzi vývodmi súčiastky, pri ktorého

prekročení by mohlo prísť k jej poškodeniu.

(Téma)


Teplotný súčiniteľ rezistora - určuje zmenu hodnoty odporu spôsobenú zmenou jeho teploty. Udáva

najväčšiu povolenú zmenu veľkosti odporu súčiastky zodpovedajúcu vzrastu o 1°C v rozsahu teplôt,

v ktorých je zmena veľkosti odporu vratná.

Šumové napätie - vzniká vplyvom nerovnomerného pohybu elektrónov vo vnútri materiálu súčiastky.

Prejavuje sa malými, časovo nepravidelnými zmenami potenciálu. Príčinou šumu je šumové napätie.

4. Jednotka ohm.

Jednotkou rezistora je ohm [Ω] (čítaj óm). Jednotka je pomenovaná po objaviteľovi Ohmovho zákona.

Rezistor sa označuje R. V praxi sa využívajú väčšie jednotky : 1 kΩ = 1000 Ω = 103 Ω

1MΩ = 1000 kΩ = 106 Ω

6. Stratový výkon.

Pri prietoku prúdu rezistorom dochádza k zohrievaniu rezistora. Pri neprimeranom zahriatí môže prísť k jeho

zničeniu. Preto sa pri rezistoroch okrem hodnoty rezistora udáva aj stratový výkon. Je to výkon, ktorý je

rezistor schopný vyžiariť do okolia bez poškodenia a zmeny parametrov. Udáva sa vo W (wattoch).

Napríklad 2.2R / 5 W.

Prepojovacie polia testovacieho plošného spoja.

Prepojovacie pole 5 - pin 5 (4 ks)

(Téma)


Prepojovacie pole 7 - pin 7 (4 ks)

Prepojovacie pole 15 (napájanie +12V) - pin 15 (3 ks)

Prepojovacie pole 31 (uzemnenie) - pin 31 (4 ks)

(Téma)


2. LABORATÓRNE CVIČENIE č.14: MERANIE REZISTOROV NA

SIMULÁTORE HDS 250 - ELEKTRONIC

ÚLOHA č.1 Určenie hodnoty rezistora farebnými kódmi. (Porovnanie hodnôt s menovitými)

.

ÚLOHA č.2 Meranie rezistora priamou metódou merania multimetrom. (Porovnanie hodnôt

získaných farebným značením a pomocou multimetra.)

ÚLOHA č.3 Určenie veľkosti rezistora nepriamou metódou pomocou napätia a prúdu na

simulátore. (Celkové porovnanie hodnôt.)

ÚLOHA č.4 Meranie výsledného odporu sériového zapojenia rezistorov priamou metódou

multimetrom.

ÚLOHA č.5 Meranie výsledného odporu paralelného zapojenia rezistorov priamou metódou

multimetrom na simulátore.

ÚLOHA č.6 Určenie veľkosti napätia a prúdu pri sériovom zapojení rezistorov na simulátore.

ÚLOHA č.7 Určenie veľkosti napätia a prúdu pri paralelnom zapojení rezistorov na

simulátore.

ÚLOHA č.1 Určenie hodnoty rezistora farebnými kódmi.

Určte hodnoty rezistorov farebnými kódmi. Pozíciu odporu na plošnom spoji zistite podľa meracích

bodov v tabuľke a obrázku č.1. Hodnoty zapíšte do tabuľky.

SCHÉMA ZAPOJENIA:

Časť meracieho panelu pre meranie jednotlivého rezistora. Obrázok č.1

(Téma)


SÚPIS PRÍSTROJOV: simulátor HDS 250 – elektronic –

POSTUP PRI MERANÍ:

Podľa meracích bodov priradených konkrétnemu odporu v tabuľke zistite polohu rezistora na

plošnom spoji,

Určte a zapíšte farbu prúžkov v poradí akom sú na odpore do výpočtov,

Určte smer čítania prúžkov (t.j. prvý a posledný prúžok),

Priraďte farbám prúžkov číselné hodnoty a násobok prípadne toleranciu,

Takto získanú hodnotu zapíšte do tabuľky,

V závere porovnajte hodnoty udané farebným značením s menovitými hodnotami.

TABUĽKA NAMERANÝCH A VYPOČÍTANÝCH HODNÔT :

Č.m. Rezistor Meracie body Zistená

hodnota FK

Menovitá

hodnota

Poznámka

1 R1 1 - 2

2 R2 1 - 3

3 R3 1 - 4

4 R5 31 - 8

5 R6 31 - 9

6 R7 31 - 10

VÝPOČET FAREBNÉHO KÓDU:

Pre ...... riadok tabuľky

VYHODNOTENIE MERANIA:

Porovnajte hodnoty rezistorov získaných farebným značením s ich menovitými hodnotami.

(Téma)


ÚLOHA č.2 Meranie rezistora priamou metódou merania multimetrom.

Pomocou multimetra zmerajte hodnotu rezistorov. Pre najväčšiu presnosť používajte vždy najnižší

možný merací rozsah. Prepínajte rozsah vždy od vyššieho k nižšiemu. Zapojenie multimetra je na

obrázku č.2 v schéme zapojenia č.2.

Namerané hodnoty zapíšte do tabuľky.

SCHÉMY ZAPOJENIA:

Obrázok č.2– obvod zapojenia

Meranie sa vykonáva pri vypnutom napájaní panelu!

(Téma)


Časť meracieho panelu pre meranie jednotlivého rezistora Obrázok č.3

SCHÉMA ZAPOJENIA č.2:

(Téma)



multimeter -

POSTUP PRI MERANÍ:

Podľa meracích bodov priradených konkrétnemu odporu v tabuľke zistite kde sa tieto

nachádzajú na plošnom spoji a na schéme zapojenia pozrite na rezistor, ku ktorému sa tieto

vzťahujú,

Na takto zistených rezistoroch priamou metódou za pomoci priloženého multimetra odmerajte

priamo ich hodnoty,

Namerané hodnoty zapíšte do tabuľky,

porovnajte namerané hodnoty jednotlivých rezistorov vzorky získaných z priamej metódy

merania a udanej menovitej hodnoty,

vypočítajte či odpory vzorky vyhovujú tolerancii +/- 20% ktorú stanovuje norma, prípadne

tolerancii uvedenej na odpore.

(Téma)



Č.m. Rezistor Meracie body Nameraná hodnota Menovitá hodnota ΔR

[%]

Poznámka

1 R1 1 - 2

2 R2 1 - 3

3 R3 1 - 4

4 R5 31 - 8

5 R6 31 - 9

6 R7 31 - 10

VÝPOČET:

ΔR= RΩ – Rx = RΩ...................100%

ΔR................... x%

x=?%


Porovnajte namerané hodnoty rezistorov vzorky s udanou menovitou hodnotou,

uveďte či namerané hodnoty rezistorov vzorky vyhovujú tolerancií +/- 20%.

ÚLOHA č.3 Určenie veľkosti rezistora nepriamou metódou pomocou napätia a prúdu na

simulátore.

Podľa zapojenia na obr. 4 odmerajte hodnoty napätia a prúdu na zvolenom rezistore a podľa ohmovho

zákona vypočítajte jeho veľkosť. Namerané a vypočítané hodnoty zapíšte do tabuľky.

V zhodnotení merania porovnajte veľkosť odporov z priamej metódy merania a volt - ampérovej

metódy merania.

Meranie na rezistoroch R1, R2, R3, R5.

Meranie sa vykonáva pri zapnutom napájaní panelu!

(Téma)


SCHÉMY ZAPOJENIA:

Obrázok č.4.1 Obrázok č.4.2 Obrázok č.4.3 Obrázok č 4.4

(Téma)


Obrázok č.4.1 – obvod zapojenia

(Téma)



(Téma)


Časť meracieho panelu pre meranie jednotlivého rezistora Obrázok č.5

(Téma)




multimeter -

multimeter -

(Téma)


POSTUP PRI MERANÍ:

Podľa zapojenia na obr. 4 odmerajte hodnoty napätia a prúdu na zvolenom rezistore,

Z nameraných hodnôt napätia a prúdu vypočítajte podľa ohmovho zákona jeho veľkosť,

Namerané a vypočítané hodnoty zapíšte do tabuľky,

V zhodnotení merania porovnajte veľkosť odporov z priamej metódy merania a volt -

ampérovej metódy merania.


Č.m. Rezistor Meracie body Napätie

(mV/V)

Prúd

(mA/A)

Rezistor

(Ω/k Ω)

Poznámka

1 R1 U1=1 - 2, I1= 2 - 31

2 R2 U2=1 - 3, I2= 3 - 31

3 R3 U3=1 - 4, I3= 4 - 31

4 R5 U5=8 - 31, I5= 1 - 8

VÝPOČET:

Ohmov zákon.


porovnajte veľkosť odporov z priamej metódy merania a volt - ampérovej metódy

merania.

ÚLOHA č.4 Meranie výsledného odporu sériového zapojenia rezistorov priamou metódou,

multimetrom.

Pomocou multimetra zmerajte výslednú hodnotu sériového zapojenia rezistorov podľa obr. 6. Pre

najväčšiu presnosť používajte vždy najnižší možný merací rozsah. Prepínajte rozsah vždy od

vyššieho k nižšiemu. Zapojenie multimetra je na obrázku č.6 v schéme zapojenia č.4. Namerané

hodnoty zapíšte do tabuľky.


(Téma)


SCHÉMY ZAPOJENIA:

Príklad.

Obrázok č.6 – obvod zapojenia

Časť meracieho panelu pre meranie výsledného rezistora Obrázok č.7

(Téma)



(Téma)



multimeter -

POSTUP PRI MERANÍ:

Podľa meracích bodov priradených v tabuľke dvojici zistite kde sa dvojica rezistorov

zapojená do série nachádza na plošnom spoji a na schéme zapojenia obr. č.7 a schéma

zapojenia č.4, vyhľadajte rezistory, ku ktorým sa tieto vzťahujú,


priamo ich hodnoty,


Vypočítajte hodnoty sériového zapojenia rezistorov a následne ich zapíšte do tabuľky,

porovnajte namerané hodnoty rezistorov vzorky získaných z priamej metódy merania

s vypočítanými hodnotami sériového zapojenia označených rezistorov.


Č.m. Rezistory Meracie body Nameraná

hodnota

Vypočítaná

hodnota

Poznámka

1 R1 + R2 2 - 3

2 R2 + R4 1 - 6

3 R1 + R3 1 - 6

4 R2 + R3 4 - 3

5 R5 + R6 8 - 9

6 R6 + R7 9 - 10

7 R5 + R7 8 - 10

(Téma)


VÝPOČET:

R = R1 + R2



s vypočítanými hodnotami sériového zapojenia označených rezistorov.

ÚLOHA č.5 Meranie výsledného odporu paralelného zapojenia rezistorov priamou metódou

multimetrom na simulátore.

Pomocou multimetra zmerajte výslednú hodnotu paralelného zapojenia rezistorov podľa obr. 8. Pre

najväčšiu presnosť používajte vždy najnižší možný merací rozsah. Prepínajte rozsah vždy od vyššieho

k nižšiemu. Zapojenie multimetra je na obrázku č.8 v schéme zapojenia č.5. Namerané hodnoty

zapíšte do tabuľky.

SCHÉMY ZAPOJENIA:

Príklad.

Obrázok č.8 – obvod zapojenia


(Téma)


Časť meracieho panelu pre meranie výsledného rezistora Obrázok č.9


(Téma)


PRÍSTROJOV: simulátor HDS 250 – elektronic –

multimeter -

POSTUP PRI MERANÍ:

Podľa prepojovacích a meracích bodov priradených v tabuľke k dvojici rezistorov zistite kde

sa dvojica rezistorov zapojená paralelne nachádza na plošnom spoji a na schéme zapojenia

obr. 9 a schéma zapojenia č.5, vyhľadajte rezistory, ku ktorým sa tieto vzťahujú,


priamo ich hodnoty,


Vypočítajte hodnoty paralelného zapojenia rezistorov a následne ich zapíšte do tabuľky,


s vypočítanými hodnotami paralelného zapojenia označených rezistorov.


(Téma)



VÝPOČET:



s vypočítanými hodnotami paralelného zapojenia označených rezistorov.

ÚLOHA č.6 Určenie veľkosti napätia a prúdu pri sériovom zapojení rezistorov na simulátore.

Podľa zapojenia na obr. 11 vypočítajte podľa ohmovho zákona úbytky napätí na jednotlivých rezistoroch a celkový prúd pretekajúci rezistormi zapojených do série. Odmerajte napätia a celkový

prúd pretekajúci cez jednotlivé rezistory. Namerané a vypočítané hodnoty zapíšte do tabuľky. V

zhodnotení merania porovnajte medzi sebou veľkosti vypočítaných a nameraných hodnôt napätí

a prúdov.

Č.m. Rezistory Prepojovacie

body

Meracie

body

Nameraná

hodnota

Vypočítaná

hodnota

Poznámka

1 R1 + R2 1 - 5, 2 - 7, 3 - 7 5 - 7

2 R2 + R3 1 - 5, 3 - 7, 4 - 7 5 - 7

3 R1 + R3 1 - 5, 2 - 7, 4 - 7 5 - 7

4 R5 + R6 31 - 7, 8 - 5,9 - 5 5 - 7

5 R6 + R7 31 - 7, 9 - 5,10 - 5 5 - 7

6 R5 + R7 31 - 7, 8 - 5,10 - 5 5 - 7

7 R1 + R2 1 - 5, 2 - 7, 3 - 7 5 - 7


(Téma)


Meranie na rezistoroch R2, R4, R5, R6, R7 - sériové zapojenie rezistorov.

SCHÉMY ZAPOJENIA:

Časť meracieho panelu pre určenie veľkosti napätia a prúdu Obrázok č.10

SCHÉMY ZAPOJENIA č.6:

(Téma)


(Téma)


Obr. č.11.1 – obvod zapojenia Obr. č.11.2 – obvod zapojenia Obr. č.11.3 – obvod zapojenia

Obr. č.11.1 – obvod zapojenia

(Téma)



(Téma)



multimeter -

multimeter -

POSTUP PRI MERANÍ:

Podľa zapojenia na obr. 11 vypočítajte podľa ohmovho zákona úbytky napätí na jednotlivých

rezistoroch a celkový prúd pretekajúci rezistormi zapojených do série,

vypočítané hodnoty zapíšte do tabuľky,

Odmerajte napätia a celkový prúd pretekajúci cez jednotlivé rezistory,

namerané hodnoty zapíšte do tabuľky

meraním skontrolujte vypočítané hodnoty,

V zhodnotení merania porovnajte veľkosti vypočítaných a nameraných hodnôt napätí

a prúdov,

Správnosť veľkosti úbytkov napätí na odporoch v sľučke overte aj pomocou I. KZ.

TABUĽKY NAMERANÝCH A VYPOČÍTANÝCH HODNÔT :

Napätie Meracie body Vypočítaná

hodnota

Nameraná

hodnota

Poznámka

Un (mV/V) 15 - 31

U2 (mV/V) 1 - 3

U4 (mV/V) 3 - 4

U5 (mV/V) 8 - 31

Prúd Meracie body Vypočítaná

hodnota

Nameraná

hodnota

Poznámka

Ic (mA/A) 15 - 1

1. Meranie.

(Téma)



hodnota

Nameraná

hodnota

Poznámka

Un (mV/V) 15 - 31

U2 (mV/V) 1 - 3

U4 (mV/V) 3 - 4

U6 (mV/V) 9 - 31


hodnota

Nameraná

hodnota

Poznámka

Ic (mA/A) 15 - 1


hodnota

Nameraná

hodnota

Poznámka

Un (mV/V) 15 - 31

U2 (mV/V) 1 - 3

U4 (mV/V) 3 - 4

U7 (mV/V) 10 - 31


hodnota

Nameraná

hodnota

Poznámka

Ic (mA/A) 15 - 1

2. Meranie.

3. Meranie.

(Téma)


VÝPOČET:

Ohmov zákon:


V zhodnotení merania porovnajte veľkosti vypočítaných a nameraných hodnôt napätí

a prúdov,

Správnosť veľkosti úbytkov napätí na odporoch v sľučke overte aj pomocou I. KZ

ÚLOHA č.7 Určenie veľkosti napätia a prúdu pri paralelnom zapojení rezistorov na simulátore.

Podľa zapojenia na obr. 13 zmerajte napätie na jednotlivých rezistoroch. Namerané hodnoty zapíšte do

tabuľky. Podľa ohmovho zákona vypočítajte prúd pretekajúci cez jednotlivé rezistory obr. 13.

Vypočítané hodnoty zapíšte do tabuľky. Meraním skontrolujte vypočítané hodnoty . Do tabuľky

zapíšte namerané hodnoty. V zhodnotení merania porovnajte medzi sebou veľkosti vypočítaných

a nameraných prúdov pretekajúcich cez jednotlivé rezistory.

SCHÉMY ZAPOJENIA:

Časť meracieho panelu pre určenie veľkosti napätia a prúdu Obrázok č.12


(Téma)


SCHÉMY ZAPOJENIA č.7:

(Téma)


1. Meranie na R1, R5, R6.


(Téma)




(Téma)



multimeter -

multimeter -

POSTUP PRI MERANÍ:

Podľa zapojenia na obr. 13 zmerajte napätie na jednotlivých rezistoroch,

namerané hodnoty zapíšte do tabuľky,

podľa ohmovho zákona vypočítajte prúd pretekajúci cez jednotlivé rezistory obr. 13,

vypočítané hodnoty zapíšte do tabuľky,

zmerajte hodnoty napätí a prúdov,

namerané hodnoty zapíšte do tabuľky,

meraním skontrolujte vypočítané hodnoty,

v zhodnotení merania porovnajte medzi sebou veľkosti vypočítaných a nameraných prúdov

pretekajúcich cez jednotlivé rezistory,

Správnosť veľkosti prúdov v uzle overte aj pomocou II. KZ.

TABUĽKY NAMERANÝCH A VYPOČÍTANÝCH HODNÔT :


Rezistor Prepojovacie

body

Napätie (mV/V) - Un I vypočítaný (mA/A) Poznámka

R5 1 - 8

R6 1 - 9

R1 2 - 31

Prúd Prepojovacie

body

Meracie body Nameraná

hodnota I (mA/A)

Poznámka

Ic (mA/A) 15 - 31 15 - 31

I5 (mA/A) 1 - 8 1 - 8

I1 (mA/A) 2 - 31 1 - 9

I6 (mA/A) 1 - 9 2 - 31

(Téma)



Napätie Prepojovacie

body

Meracie body Nameraná

hodnota U (mV/V)

Poznámka

U5 (mV/V) 1 - 8 1,8 - 31

U6 (mV/V) 1 - 9 1,9 - 31

U1 (mV/V) 2 - 31 1 - 2,31

Rezistor Prepojovacie

body

Napätie (mV/V) - Un I vypočítaný (mA/A) Poznámka

R2 3 - 31

R6 1 - 9

R7 1 - 10

Prúd Prepojovacie

body

Meracie body Nameraná hodnota I

(mA/A)

Poznámka

Ic

(mA/A)

15 - 31 15 - 31

I2

(mA/A)

3 - 31 3 - 31

I6

(mA/A)

1 - 9 1 - 9

I7

(mA/A)

1 - 10 1 - 10

(Téma)


VÝPOČET:

Ohmov zákon:


V zhodnotení merania porovnajte medzi sebou veľkosti vypočítaných a nameraných

prúdov pretekajúcich cez jednotlivé rezistory.

Správnosť veľkosti prúdov v uzle overte aj pomocou I. KZ.

Napätie Prepojovacie

body

Meracie body Nameraná hodnota U

(mV/V)

Poznámka

U2

(mV/V)

3 - 31 1 -3,31

U6

(mV/V)

1 - 9 1,9 - 31

U7

(mV/V)

1 - 10 1,10 - 31

(Téma)


3. POUŽITÉ ZDROJE

1. Simulátor HDS 250 – elektronic

2. Elektrotechnická měření; BEN – technická literatúra; Praha 2008

3. Vojtech Antošovský - Elektrické merania I; Alfa – press, s.r.o.; Bratislava 2007

4. http://sk.wikipedia.org/elektrotechnika

http://sk.wikipedia.org/elektrotechnika

uČebnÉ texty - dopravnazv.edupage.org · Úloha č.4 meranie výsledného odporu sériového...

Documents