Slezská univerzita v Opavě – Filosoficko-přírodovědecká fakulta

                         Fyzikální praktikum II – Elektřina a magnetismus

Jméno:


Ročník, obor:

První,

Vyučující:


Akademický rok:


Spolupracující :

                                           Název úlohy:

                                 Zatěžovací charakteristika zdroje

                                    VA charakteristika žárovky

Datum měření:


Číslo úlohy:

                        E9

Datum odevzdání:




1       Pracovní úkoly:

 1. Změřte zatěžovací charakteristiku baterie a síťového adaptéru. Maximální zatěžovací proud
zvolte pro pokles elektromotorického napětí na polovinu. Zkratový proud a vnitřní odpor stanovte
z grafu závislosti zatěžovací charakteristiky zdroje.
 2. Pro solární článek změřte celý průběh zatěžovací charakteristiky a znázorněte rovněž průběh
výkonu zdroje.
 3. Proměřte voltampérovou charakteristiku žárovky s pomocí PC a systému ISES

2       Použité měřící přístroje a pomůcky


voltmetr; ampérmetr; plochá baterie, síťový adaptér, reostat, odpory, žárovka, solární článek,
spojovací vodiče, pracovní PC stanice se systémem ISES


3       Naměřené a vypočtené hodnoty


3.1         Měření zatěžovací charakteristiky ploché baterie


Naměřené hodnoty napětí a proudu jsou uvedeny v Tab 4.1




Tab 4.1 Zatěžovací charakteristika ploché baterie

                                           Číslo měření

                                                                                                        U

                                                                                                       (V)

                                                                                                           I

                                                                                                          (A)

                                                 1



2



3



4



5



6



                   Obr 4.1 – Zatěžovací charakteristika ploché baterie (ukázka)




Naměřená zatěžovací charakteristika ploché baterie je vynesena na Obr 4.1. Aby obvodem neprotékal
příliš velký proud, byly hodnoty U a I měřeny pouze do poklesu U na polovinu. Zkratový proud můžeme
z grafu odečíst po jeho proložení regresní přímkou

Pro U = 0 můžeme snadno určit zkratový proud I[k].


                                           I[k] = .....A


Pro výpočet vnitřního odporu R[i]  ploché baterie využijeme vztah (3):














3.2         Měření zatěžovací charakteristiky síťového adaptéru


Naměřené hodnoty proudu a napětí pro měření zatěžovací charakteristiky síťového adaptéru jsou
uvedeny v Tab 4.2

                       Tab 4.2 Zatěžovací charakteristika síťového adaptéru

                                           Číslo měření

                                                                                                        U

                                                                                                       (V)

                                                                                                           I

                                                                                                         (mA)

                                                 1



2



3



4



5



6



7



8




                 Obr. 4.2 – Zatěžovací charakteristika síťového adaptéru (ukázka)





Zatěžovací charakteristika je vynesena na Obr 4.2, kde černé body opět značí naměřené hodnoty ,
které byly následně proloženy regresní přímkou pro stanovení I[k] a následně R[i].

Zkratový proud a vnitřní odpor síťového adaptéru tak můžeme určit a vypočítat



                                         I[k] =         mA


3.3         Měření zatěžovací charakteristiky solárního článku


Naměřené hodnoty proudu a napětí a vypočtené hodnoty výkonu jsou uvedeny v Tab 4.4


Tab 4.4 Zatěžovací charakteristika solárního článku

                                               Číslo

                                              měření

                                                                                                     U

                                                                                                    (V)

                                                                                                        I

                                                                                                      (mA)

                                                                                                            P

                                                                                                          (mW)

                                                 1




2




3




4




5




6




7




8




9




10




11




12




13








              Obr 4.5 – Zatěžovací charakteristika měřeného solárního článku (ukázka)


Hodnoty odporů Rso a Rsh nám udávají směrnice tečen v bodech Uo a Ik, naznačených v Obr 4.5 .



Na Obr 4.6 je zobrazena výkonová charakteristika solárního článku, získaná z hodnot v Tab 4.4). Pro
určení maximálního výkonu zde ale nemůžeme použít vztah (6) který počítá s jednoduchým modelem
sériového vnitřního odporu Ri, v případě solárního článku je situace složitější.


                   Obr. 4.6 – Výkonová charakteristika solárního článku (ukázka)



Maximum výkonu dodávaného zdrojem můžeme odečíst z grafu výkonu. Maximální výkon solárního článku
je tedy P[MAX]=        mW při dodávaném proudu I =        mA.




4       Závěr:


V první části této úlohy jsem měl za úkol proměřit zatěžovací charakteristiky různých zdrojů.
Z těchto měření vyplynulo, že vnitřní odpor ploché baterie činí R[i] =     ....  , síťového
adaptéru R[i] =        . Z těchto hodnot je patrné, že tvrdším zdrojem je plochá baterie, jejíž
napětí při zvyšování odebíraného proudu klesá méně.

Při měření na fotovoltaickém článku jsem proměřil celkovou zatěžovací charakteristiku.  Maximální
dodávaný výkon tohoto článku je P =          mW při proudu I =           mA.