Konduktív ellenállás és fémszálas izzó feszültség-áram karakterisztikájának felvétele

(E1)

A konduktív ellenállás:

lineáris kétpólus

Az izzólámpa:

nemlineáris, de szimmetrikus karakterisztikájú kétpólus. A növekvő áramerősség melegíti az izzószálat, a fajlagos ellenállás hőmérsékletfüggése miatt megváltozik az ellenállás. Az ellenállás-változás független a kétpóluson átfolyó áram irányától, ezért a karakterisztika szimmetrikus.

a) A konduktív ellenállás karakterisztikájának felvétele. A mérés két részből áll

b) Az izzólámpa karakterisztikájának felvétele. A karakterisztika felvételnél a tájékoztatóban ismertetett „A” kapcsolás szerint végezzük a mérést. A mérendő mennyiségek nagyságrendje és a használt műszerek tulajdonságai olyanok, hogy ekkor nincs szükség a mért értékek korrigálására.

Feszültségre kapcsolás mindkét esetben csak a gyakorlatvezető oktatók ellenőrzése után történhet.

a) feladatnál előre kiszámítandó az ellenállás és teljesítményadatokból a képpólusra megengedett legnagyobb áram vagy feszültségérték. Ezt méréskor nem szabad túllépni.

b) feladatnál az izzólámpa üzemi feszültségét mérésnél ne lépjük túl. A mérési eredményeket mind az a), mind a b) feladatnál az I. sz. táblázatba jegyezzük fel, s mindkét karakterisztikát egyetlen koordináta-rendszerben ábrázoljuk. Használt feszültség: max 10 V szabályozható egyenfeszültségű tápegységről. Konjunktív ellenállás és fémszálas izzó feszültség-áram karakterisztikájának felvétele

(E1)

db megnevezés jel gyártási sz. jellemző műsz. 1 V feszültségmérő LDV-1 416701 több méréshatárú

tip. lelt. sz. adatok

1 A áramerősségmérő LDA-1 862679 0,03-15 A 1 R ellenállás M1-4 3,75 ohm, 15 W

(dobozban) 1 R fémszálas izzó M5-2 6 V, 15W 1 DC tranzisztoros 122-14724

tápegység 5 mérőzsinór Feszültségforrás: egyenáramú tranzisztoros tápegység

Konduktív ellenállás és parázsfénylámpa feszültség-áram karakterisztikájának felvétele

(E6)

A konduktív ellenállás:

lineáris kétpólus

A parázsfénylámpa: nemlineáris, általában nem szimmetrikus karakterisztikájú kétpólus. A parázsfénylámpában egy bizonyos feszültség elérése után a nem-önálló kisülés önálló kisülésbe megy át. Amíg a nem-önálló kisülésben az áramerősség kisszámú töltéshordozó miatt rendkívül kicsi, az önálló kisülésben az ütközési ionizáció révén a töltéshordozók száma hatványozottan megszaporodik, és az áram ugrásszerűen megnövekedik. Az áramot fényjelenség kíséri. Az ún. gyújtási feszültségnél indul meg az önálló kisülés. Csökkentve a feszültséget az önálló kisülés az előbbinél kisebb, ún. kioltási feszültségnél

megszűnik. Az áramerősség igen meredek emelkedése miatt gyakorlatilag elég tág határok között változik. Ezért a parázsfénylámpát feszültségstabilizásra lehet használni. Ha nem gondoskodunk az áram korlátozásáról, sorbakapcsolt ellenállás beiktatásával, a parázsfénylámpa felrobban. Ezt a karakterisztika felvételénél sem hagyhatjuk el. Ez az ellenállás képezi mérendő konduktív ellenállásunkat is.

a) A potenciométeres kapcsolás összeállítás után a potenciométer kimenő kapcsaira feszültségmérőt kapcsolunk és meggyőződünk a feszültség szabályozhatóságáról.

A mérés három részből áll

b) A konduktív ellenállás (a védő ellenállásként kapcsolt ellenállás) karakterisztikájának felvétele. c) A védőellenállással sorbakapcsolt parázsfénylámpa karakterisztikájának felvétele.

A karakterisztika-felvételt a tájékoztatóban ismertetett „A” kapcsolásban végezzük! Ekkor a mért áram vagy feszültség értékek korrekciójára nincs szükség.

A feszültségre kapcsolás mindhárom esetben csak a gyakorlatvezető oktató ellenőrzése után történhet!

b) mérésnél előzőleg az ellenállás adataiból határozzuk meg a megengedhető legnagyobb áram vagy feszültségértékeket. c) mérésnél

Mind a

a maximálisan megengedhető áramerősség 11 mA. A növekvő feszültségértékekhez tartozó áramerősség-értékeken kívül határozzuk meg a gyújtási és kioltási feszültséget is.

b) mind a c)

A jegyzőkönyv elkészítésekor megszerkesztendő a parázsfénylámpa védőellenállás nélküli karakterisztikája.

feladat mérési eredményeit az I. sz. táblázatba jegyezzük fel és mindkét görbét egyetlen koordináta-rendszerben ábrázoljuk.

Ez pontról-pontra megszerkeszthető úgy, hogy az előtéttel ellátott parázsfénylámpán lévő feszültségből levonjuk az előtét ellenálláson levő feszültséget, amely ugyanakkora áramerősséghez tartozik. Használt feszültség: 200 V egyenfeszültség (anódpótlóról) „szabályozott

”

db megnevezés jel gyártási sz. jellemző műsz. 1 feszültségmérő LDV-1 962542 0,3-750 V

tip. lelt. sz. adatok

1 áramerősségmérő M 330 489409 0,03-15 A 1 potenciométer 10 kohm, 25 W 1 ellenállás (dobozban) M 5-9 2,0 kΩ; 0,25 W 1 parázsfénylámpa M 5-9 1 anódpótló STA-158 121-1965/2 7 mérőzsinór Feszültségforrás: anódpótló 300 V= „szabályozott”

Konduktív ellenállás és germánium-dióda feszültség-áram karakterisztikájának felvétele

(E8)

A konduktív ellenállás: lineáris kétpólus A germánium-dióda:

Ezen tulajdonság alapján az ilyen kétpólusok egyenirányítóként nyernek alkalmazást. Ennek megfelelően beszélünk

nem lineáris, aszimmetrikus karakterisztikájú kétpólus. Aszimmetrikus, mert a rajra átfolyó áramerősség lényegesen függ a rákapcsolt feszültség polaritásától.

nyitó- és záróirányúNyitóirányban az ellenállás igen kicsi, ezért a karakterisztika felvételnél a diódával védőellenállást kapcsolunk sorba. Egyben ez a védőellenállás a mérendő konduktív ellenállás is.

kapcsolásról és karakterisztikáról.

a) A potenciométeres kapcsolás összeállítása után a potenciométer kimenő kapcsaira feszültségmérőt kapcsolunk és meggyőződünk a feszültség szabályozhatóságáról.

A mérés három részből áll:

b) A konduktív ellenállás (a védőellenállásként kapcsolt ellenállás) karakterisztikájának felvétele. c) A védőellenállással sorba kapcsolt germánium-dióda karakterisztikájának felvétele.

Mindkét (b és c) mérési feladatnál az áramerősséget 150 mA-ig (0,15 A) szabályozzuk. Katalógus szerint ennél a típusnál (GDK-3) a nyitóirányú áram megengedett legnagyobb értéke: 300 mA. A záróirányú legnagyobb feszültség: 225 V.

A feszültségre kapcsolás mindhárom esetben csak a gyakorlatvezető oktatók ellenőrzése után történhet.

c) mérésnél

Mind a b, mind a c mérési feladat mérési eredményeit az I.sz. táblázatba jegyezzük fel, és mindkét görbét egyetlen koordinátarendszerben ábrázoljuk!

csak nyitóirányú karakterisztikát vegyünk fel. Az ezt követő záróirányú kapcsolást csak az aszimmetriáról való meggyőződés miatt állítsuk össze.

A jegyzőkönyv elkészítésekor megszerkesztendő a germánium-dióda védőellenállás nélküli karakteisztikája. Ez pontról pontra megszerkeszthető úgy, hogy az előtéttel ellátott diódán lévő feszültségből levonandó az előtét-ellenálláson levő azon feszültség, amely ugyanakkora áramerősséghez tartozik. Használt feszültség:

6 V egyenfeszültség

db megnevezés jel gyártási sz. jellemző műsz. 1 feszültségmérő LDV-1 416692 0,3-750 V

tip. lelt. sz. adatok

1 áramerősségmérő LDA-1 489435 0,03 A-15 A 1 tolóellenállás 123-8239/4 200 ohm 578 W 1 ellenállás (dobozban) 10 ohm 8 W 1 germánium-dióda (dobozban) 7 mérőzsinór 9 kábelsaru Feszültségforrás: 6 V = akkumulátorról

Ellenállásmérés Wheatstone-hídban

(EKM-híd) (E9)

1. A kész híd alkalmas 1-106

2. A mérendő ellenállást az alsó jobb szélen levő X

ohm ellenállások mérésére 0,03% pontossággal.

1

3. A mérőarányt a híd jobboldali részén levő dugaszolókkal lehet beállítani. (Wheatstone-híd-mérésnél a "WH" dugó legyen bedugva.) A dugaszok melletti számok ohmokban mutatják az ellenállásokat. A hídon fel van tüntetve az útmutató szerinti jelöléssel, hogy melyik az R

szorítókhoz kell csatlakoztatni vezetékek közbeiktatásával.

1, R2, R3, R4

100 ohmnál kisebb arányellenállást ne használjunk a tápfeszültséget szolgáltató zseblámpa-elem felesleges terhelése miatt.

ellenállás. Ennek alapján számíthatjuk az ismeretlent.

4. A többi kapcsolási elem helye könnyen megtalálható a feliratok alapján.

5. A mérés megkezdése előtt a forgókaros változtatható ellenálláson állítsunk be 10 ohmot kezdő értéknek.

6. A híd tápfeszültségét 4,5 voltos telep adja. Ezt csak akkor kapcsoljuk be, ha már mérünk és rögtön kapcsoljuk ki, ha már befejeztük a mérést, vagy a hidat nem használjuk.

7. A galvanométert a hídba a bal alsó sarokban levő G0,1

A mérés elején, amikor még messze vagyunk az egyensúlyi helyzettől (nagy a híd árama), először mindig a G

és G nyomógomb (háromállású) segítségével kapcsolhatjuk ki vagy be.

0,1

gombot kapcsoljuk, ilyenkor előtét kapcsolódik a műszer elé. Ha már elég jól megközelítettük az egyensúlyt, a G nyomógombot is benyomjuk és az egyensúlyt tovább finomítjuk.

1. a) A huzalok ellenállását legalább két (RMÉRÉSI FELADATOK

3, R4

b) Megmérve a huzalok hosszát és átmérőjét, kiszámítjuk a fajlagos ellenállást.

) ellenállás értéknél megmérjük. A mérési eredmények középértékét vesszük.

2. Az izzólámpa ellenállását közepes (10-100 ohm) ellenállás értéknél megmérjük és kiszámítjuk az üzemi ellenállás értékét a lámpára ráírt üzemi adatokból. Végül képezzük az R/Rü hányadost.

A galvanométert mérés után zárjuk rövidre! db megnevezés jel gyártási sz. jellemző műsz. 1 Wheatstone-híd MWT 0090/78 5 dekádos

tip. lelt. sz. adatok

1 galvanométer M 145 561069/1955 Rb1 izzó/mérndő ell./ M 5-3 203 V, 100 W

=1320 ohm

3 mérendő ellenállás I II III huzal vas réz kanthal

1 mérőszalag 1 mikrométer 622775 0-25 mm 1 zseblámpaelem 6 mérőzsinór

Nyúlásmérő elem relatív ellenállás változása és fajlagos megnyúlása közötti összefüggés meghatározása

(E11)

A befogott tartó (konzol) alsó és felső lapjára ragasztott nyúlásmérő elemek fajlagos hosszváltozását egy feszítő csavar elforgatásával hozhatjuk létre, amely által létrehozott f elmozdulást közvetlenül mérhetjük.

flv2=ε

a tartó méretei: v = 4 mm, l = 105 mm. A felső elem a kísérleti összeállításban rövidülést szenved (ε < 0) az alsó nyúlást (ε >0). Először a kb. 300 ohm ellenállású nyúlásmérő elem pontos ellenállásértékét határozzuk meg.

Az f = 0-hoz tartozó ellenállás: ROX, és a ∆RX = RX – ROXOX

X

RR∆

ellenállás-változásból a

relatív ellenállásváltozás számítható. Összeállítás és mérés

1. A hídhoz csatlakozunk az áramforrással (B jelű kapcsok), a nyúlásmérő elem kivezetésével (X jelű

kapcsok) és dugaszolással 1,01000100

ba

== értéket állítjuk be. R kezdő értéke néhány ezer ohm

legyen.

2. Bekapcsoljuk a fénymutatós galvanométer világítását és a galvanométer fénymutatóját „1”-ös érzékenységnél a galvanométer nullázó gombjának finom elforgatásával nullára állítjuk.

3. A galvanométert a híd (G jelű kapcsaira) kapcsoljuk. Az érzékenységszabályozót „I” állásba állíjuk.

4. A híd bal alsó sarkában lévő nyomógomb (G) finom lenyomása mellett figyeljük a galvanométer kitérését.

5. A karok elforgatásával 0-ra állítjuk a galvanométert, majd ezt a nullázást az érzékenységszabályozó 2, 3, 4, 5 állásainál fokozatosan finomítjuk.

6. Eddig a feszítő csavarral még nem deformáltuk a lemezt f = 0 így a meghatározott ellenállásérték

ROX = XWOba

= R.

7. Ezután fokozatosan 0,5 mm-enként növeljük f értékét kb. 6-8 mm-ig és mérjük a hozzájuk tartozó RX

értékeket.

f R

ba

RXba

= R ∆RX = RX –

ROX

X

RR∆

OX ε = flv2

A jegyzőkönyvben a rövid leírás és vázlat mellett végezzük el a fenti táblázat kitöltéséhez szükséges

számításokat, és mellékeljük mm-papíron az OX

X

RR∆

= g /ε/ függvényét ábrázoló grafikont.

A galvanométert mérés után zárjuk rövidre!

db megnevezés jel gyártási sz. jellemző műsz. tip. lelt. sz. adatok 1 Wheatstone-híd YTW 3237139 5 dekádos 1 galvanométer GF 3219005 5 érzék 1o = 2,4 x 10-8

1 állvány mérőórával 3227631 1 A

o

1 próbatest befogó 2 db nyúlásmérő bélyeggel 350 ohm = 0,01 mm

4 mérőzsinór 1 zseblámpa

Nyúlásmérő elem relatív ellenállás (12) db megnevezés jel gyártási sz. jellemző műsz. tip. lelt. sz. adatok 1 Wheatstone-híd YTW 3237139 5 dekádos 1 galvanométer GF 3219005 5 érzék 1o = 2,4 x 10-8

1 állvány mérőórával 3227631 1 A

o

1 próbatest befogó 2 db nyúlásmérő bélyeggel 120 ohm = 0,01 mm

4 mérőzsinór 1 zseblámpa

Feszültségmérő hiteles kompenzációs módszerrel

(E 12)

Az YTWK-1 típusú forgókaros Thomson-Wheatstone híd és kompenzátor. Alkalmas ellenállás mérésre, 10-5 – 10-7

1 – 10 ohm tartományban, 0,1%-án nagyobb pontossággal és feszültségmérésre

3

1. A kompenzátor üzemmódot öt darab dugasznak a K sorba való dugaszolásával választjuk meg, majd a segédáram jegyzetben I

mV. Jelen mérésben kompenzátorként feszültségmérésére használjuk.

K beállítását végezzük el.

2. A normálelem feszültségét meghatározzuk (leolvassuk). Segédáram-beállítás

3. A készülék jobb felső két karjával a feszültség 5. és 6. számjegyét beállítjuk. 4. Az En-Ex-T-W kapcsolót En5. Az áramforrást (4,5 V-os elem) ellenállásszekrény (R

-re állítjuk. sz

6. Az ellenállásszekrényen 20-30 ohm ellenállást állítottunk be.

sorba kapcsolásával a kompenzátor B kapcsaira kötjük. Polaritásra ügyeljünk!)

7. A kompenzátor G jelű kivezetéseire galvanométert, En8. A kompenzátor bal alsó sarkában lévő nyomógombot finoman benyomva figyeljük a galvanométert

és annak kitérését az R

jelűekre pedig a normálelemet kapcsoljuk.

sz

A nullázás eredménye az, hogy a segédáramot hat számjegy pontossággal I=0,100000 … mA-re állítottuk be. A segédáram beállításánál a kompenzátor öt alsó fogókarjával beállított R ellenállás értéke tetszőleges lehet.

(ellenállásszekrény) szabályozásával csökkentjük (nullázás). Ezt a durva nullázást a nyomógomb további, ütközésig való benyomásával (a gomb elforgatásával ezt a helyzetet rögzíteni is lehet) tovább finomítjuk.

A továbbiakban az Rsz ellenállást nem változtatjuk!

9. A kapcsolót EFeszültségmérés

n-ről Ex10. A mérendő feszültséget az E

-re állítjuk. x

11. A bal oldali alsó nyomógombot finoman lenyomjuk és a galvanométert az alsó forgókarok forgatásával (R) először durván, majd a nyomógomb ütközésig való lenyomásával finoman nullázzuk. Ekkor az ismeretlen fesz. E

kapcsokra csatlakoztatjuk

x (a jegyzetben Ux

)

Ux = IK R = 10-4 Rx

(Volt)

12. A potenciométer, a hitelesítendő voltmérő és a két normálellenállás segítségével elkészítjük a tájékoztatóban megadott összeállítást és annak kimenő U

Hitelesítés

x kapcsait a kompenzátor Ex

13. A normálellenállás P-P kapcsai árammal nem terhelhetők, azokról csak feszültség vehető le. Az áramkör összeállításánál csak I-I kapcsokat használjuk.

kapcsaira kötjük.

14. A potenciométert tranzisztoros stabilizált kisfeszültségű tápegységről üzemeltetjük. 15. A potenciométerrel a feszültségmérőn tetszőleges skála kitérést állítottunk be. (Célcserű 0-tól 150-ig

10 osztásonként haladni.) Mérjük 9-11 szerint a különböző kitérésekhez tartozó Ux

feszültséget.

A műszert a 15 V-os méréshatáron hitelesítjük!

A galvanométert mérés után zárjuk rövidre!

db megnevezés jel gyártási sz. jellemző műsz. 1 kompenzátor YTWK-1 828536 5 dekádos

tip. lelt. sz. adatok

1 G galvanométer EKM 387093 10=5,5x10-7

1 R A

sz1 R potenciométer 123-8240 9 600 ohm, 600 W

ellenáll.szekrény FOK 65654 8 dekádos

1 UN normálelem 40988 E=1, 01862 V 20o

1 RC-on

N2 normálellenálás 4074 R=10 ohm 20o

1 V voltmérő EKM 574883 10000 ohm V, 7,5-150 C-on

1 U016 mérőzsinór

zseblámpaelem dobozban 4,5 V

1 Anódpótló TR 720384 30 V, 2,5 A

Áramerősségmérő hitelesítése kompenzációs módszerrel

(E 13)

1. A kompenzátoron két dugaszt a „K” jelű nyílásba dugunk.

2. A normálelemet POLARITÁSHELYESEN rákapcsoljuk a kompenzátor En

3. A normálelem feszültségének számjegyeit a kompenzátor ellenállásain beállítjuk úgy, hogy a kompenzáló körben folyó áram erőssége majd a méréskorol mA legyen. (Tehát 1,0…..x 10

sarkaira.

4

4. A galvanométert rákapcsoljuk a kompenzátor GALV. feliratú kapcsaira.

ohm)

5. A segédtelepet (elem 4,5 V) POLARITÁSHELYESEN a kompenzátor „Telep k

6. A „szab. „ kapcsokra kötött szekrényből annyi ellenállást kapcsolunk be, hogy a telep feszültség hatására a kompenzátoron (amelynek az ellenállása kb. 1100 ohm) és a vele sorbakapcsolt ellenállásszekrényen az áramerősség közelítőleg 1 mA legyen. A pontos beállítász az E

” kapcsaira kapcsoljuk.

N–EX kapcsoló EN állásba való hozatala után a szabályozó ellenállás változtatásával érjük el. (Nullázás.) Nullázás és EX

7. A normálellenállás (100 ohm), a tolóellenállás és a hitelesítendő árammérő sorbakapcsolásával összeállítjuk a mérendő kört, amelynek áramforrása ugyanolyan, mint a kompenzátoré. A feszültséget a normálellenállás sarkairól vesszük le és innen POLARITÁSHELYESEN átkapcsoljuk a kompenzátor E

-re való átkapcsolás után a kompenzátor mérésre kész állapotban van.

X

8. A méréskor a galvanométer segítségével, a kompenzátor gombjainak forgatásával nullázunk.

csatlakozópárjához.

A „GALV.” feliratú kapcsolókulcs közép helyzetében (∞ Ω) még nincs bekapcsolva a galvanométer. Először az 50 kΩ oldalra billentjük a kapcsolókulcsot. Ekkor a galvanométert egy 50 kΩ-os ellenállás védi bekapcsolt állapotban. Ebből a helyzetből csak akkor billentsük át a kapcsolót a 0 Ω helyzetbe, amikor már csak néhány skálaosztásnyi a galvanométer kitérése. Ezután 0 Ω állásában finom kiegyenlítést (nullázást) végezhetünk.

Mérés

A hitelesítendő ampermérő 15 mA végkitérésű. A hitelesítéskor mA-es lépésekkel végezzük el a hitelesítést.

db megnevezés jel gyártási sz. jellemző műsz. 1 kompenzátor EKM 3224171 5 dekádos

tip. lelt. sz. adatok

1 G galvanométer GF 3219006 10=1,15x101 R

-8 SZE

1 UN normálelem 3241006 E=1,01859 V, 20 ellenáll.szekrény FOK 3216091 8 dekádos

o

1 normálelem 3228030 100 ohm C

1 áramerősségmérő EKA 3240174 75 mV/5 ohm 1 RSZE2 U

tolóellenállás 3297177 4000 ohm o

13 mérőzsinór zseblámpaelem 4,5 V

db megnevezés jel gyártási sz. jellemző műsz. 1 kompenzátor YTWK-1 3241021 5 dekádos

tip. lelt. sz. adatok

1 G galvanométer EKM 3219001 10=5,42x10-7

1 R A

SZE1 UN normálelem 3241006 E=1,01859 V, 20

ellenáll.szekrény FOK 3216091 8 dekádos o

1 RN normálellenállás 3228029 10 ohm C

1 A áramerősségmérő EKA 3240174 75 mV/5 ohm 1 RSZ2 U

tolóellenállás 3237177 4000 ohm o

14 mérőzsinór zseblámpaelem 4,5 V

Mágnesezési és hiszterézis-görbe felvétele

(E 19)

A) 1. Összeállítjuk a mágnesező áramkört (próbatest gerjesztő-tekercs, áramerősség mérő, fokozatosan

szabályozható ellenállás-doboz). A flux-mérőt még nem kötjük be a mérőtekercs áramkörébe.

Előkészület

2. A gyakorlatvezető jelenlétében feszültségre kapcsolunk. A feszültséget beállítjuk: az ellenállás fokozat legkisebb értékénél a gerjesztő áram értéke 15 mA legyen.(5z a legnagyobb gerjesztő áram a mérés során.)

3. A fenti beállítással a próbatestet előmágnesezzük. Ezt megszüntetendő, váltakozó árammal lemágnesezést kell végeznünk.

4. Az előzőleg összeállított áramkörben a fokozatkapcsolóval az áramot 0-ra állítjuk be, majd kivesszük a próbatestet az összeállításból.

5. A lemágnesezéshez tolóellenállásból és váltakozó áramú áramerősség mérőből az alábbi összeállítást készítjük el.

A feszültség-osztó kapcsoláson P1

6. A próbatestet visszaépítjük az eredeti (egyenáramú) áramkörbe, a mérőtekercs sarkaira rákapcsoljuk a flux-mérőt és elkezdjük a mérést.

tolóellenállással az áramerősséget lassan 0-ról 0,8 A értékig, majd visszafelé ugyancsak lassan 0-ig változtatjuk. Ezzel a lemágnesezést elvégezzük.

B) 1. A fokozat kapcsoló minden fokozatának a kapcsolásánál figyeljük a flux-mérő mutatójának az

ugrását. (Célszerű a mutató kezdő és véghelyzetét leolvasni.) Ha ezt egyetlen lépésnél is elmulasztjuk teljesen elölről kell kezdeni a mérést: a lemágnesezéssel. Az áramerősség mérő leolvasására bőven van idő, annak a mutatója nem változtatja a helyzetét.

MÉRÉS

2. Az ellenállást Rmax-tól Rmin3. Ezután visszafelé R

-ig változtatva meghatározzuk az első mágnesezés görbéjét. min-tól Rmax-ig szabályozva az ellenállást eljutunk az I=0 gerjesztőáramhoz.

Ekkor megcseréljük a próbatekercsben a gerjesztő kör kapcsainak pólusait (ezzel értjük el az ellentétes irányú gerjesztést) és Rmax-tól Rmin

4. Az első (3) pontnak megfelelően (I=C-nél póluscserét alkalmazva) megkapjuk a hiszterézis-görbe alsó szakaszát is.

-ig szabályozva eljutunk az ellentétes irányú maximáló gerjesztőáram értékhez. Így megkapjuk a hiszterézis-görbe felső szakaszát.

A mellékelt vázlat alapján a próbatest adatait meghatározhatjuk, ezeket jegyezzük fel, mert az ábrázolandó H és B értékeket mérési eredményeink alapján még számítanunk kell. A próbatest olyan, hogy a fluxus sűrűség jó közelítéssel állandónak tekinthető. A H=mI/l összefüggésben az ½ nem a tekercs hossza, hanem mint általában zárt vasmagos tekercsnél a közepes erővonal hossz.

55 n N

22,57 78,5

A

A

3000n =100N =

30

557

741

A A−A próbatest

Mágnesezési- és hiszterézis-görbe feltétele

db megnevezés jel gyártási sz. jellemző műsz. 1 fluxusmérő 3218125 1

tip. lelt. sz. adatok 0=1,5x10-4

1 mV-mérő EKA 3240174 75 mV; 5 ohm Vs

1 csengőreduktor dobozban M11T-3 110 V; 3V; I=0,8 A 1 Rsz6 mérőzsinór 3237527 2x40 V

fokozatkapcsoló doboban F-3

Lemágnesező hely

1 P’ tolóellenállás 123-8240/2 600 ohm 1 A-mérő HLA 197935 0,5-1 A 5 mérőzsinór KÖZÖS

II. Labor Mágnesezési- és hiszterézis-görbe feltétele

(5)

db megnevezés jel gyártási sz. jellemző műsz. 1 fluxusmérő 3218125 1

tip. lelt. sz. adatok 0=1,5x10-4

1 mV-mérő EKA 3240174 75 mV; 5 ohm Vs

1 csengőreduktor dobozban M11T-2 110 V; 3V; I=0,45A 1 Rsz6 mérőzsinór

fokozatkapcsoló doboban F-4

1 stabilizátor (közös) 2 x 40 V

Lemágnesező hely

1 P’ tolóellenállás 3237177 600 ohm 1 A-mérő HLA 3210084 0,5-1 A 5 mérőzsinór

Kondenzátor kisütő áramának időbeli változása

(23)

1. Elkészítjük a mérési jegyzet kapcsolási vázlata szerinti összeállítást úgy, hogy az áramforrás egyik ágába egy szabályozó ellenállást kötünk. Így a kisütő áram kezdeti értékét tetszőlegesen választhatjuk meg. (Célszerű a műszeren 100 skálaosztást, azaz 10 mA-t megválasztani.) Ügyeljünk arra, hogy bekapcsolás előtt a szabályozható ellenállás (P) a maximális értékre legyen beállítva.

2. A gyakorlatvezető ellenőrzése és feszültségforrásra kapcsolás után a K nyomógomb lenyomásával elkezdődik a kondenzátor feltöltése. A feltöltés után a mA mérő a kezdeti kisütő áramot mutatja.

3. A nyomógomb felengedése után (t = 0) kezdődik a kondenzátor kisütése. (A stopperórát mérés után járó állapotban tegyük el!)

Kondenzátor kisütő áramának időbeli változása

(23)

db megnevezés jel gyártási sz. jellemző műsz. 1 C kondenzátor C 0,022 F

tip. lelt. sz. adatok

1 mA-mérő EKA 75 mV, 5ohm 1 RΩ

1 R ellenállás dobozban 220 ohm ellenállás dobozban 65 ohm

1 P potenciométer dobozban 1 kohm, 12W 1 K kapcsoló 1 stopperóra 60” 8 mérőzsinór 1 laposelem 4,5 V

E25

TEKERCS ÖNINDUKCIÓJÁNAK ÉS ELLENÁLLÁSÁNAK MÉRÉSE

A váltakozó áramú híd táp- és nullázó egységének leírása A mérésnél található berendezés három egymáshoz csatlakozó egységből áll.

I. Stabilizált egyenfeszültségű tápegység. II. Hangfrekvenciás generátor (f=1000 Hz).

III. Hangfrekvenciás erősítő, kimenetén a feszültséget érzékelő műszerrel. Ez utóbbinak az előlapján baloldalt az erősítő két bemeneti kapcsa. Ezeket csatlakoztatjuk a híd nullázó pontjaihoz. Középen az erősítés szabályozó potenciométer. Ezzel szabályozzuk a nullázás érzékenységét. A jobboldali két hivelyről vehető le a hidat tápláló hangfrekvenciás feszültség. A mérés végrehajtása Az ismeretlen tekercs adatait (Li r) ismert normál tekercs (Lni rn

1. Rövid vezetékkel összeállítjuk az

) segítségével akarjuk meghatározni.

(Li r) – R1 – R2 – Rk – (Lni rnkört. (Az ellenállásszekrényekből kidugaszolunk néhány száz ohm-nyi R

) 1 és R2 értéket,

az Rk2. Megkeressük a betáplálásnak megfelelő pontokat, és ezekre csatlakozunk a mérőegység

jobboldali két kapcsáról.

kezdetben 0 legyen.)

3. Megkeressük azokat a pontokat, amellyel a nullműszerhez kell csatlakoznunk. Ezeket összekötjük a mérőegység két baloldali kapcsával.

4. A középső potenciométerrel a nullműszer érzékenységét úgy állítjuk be, hogy a műszer mutatója kb. a skála közepén álljon. Ekkor R1

5. R változtatására a műszer reagálni fog.

1 majd Rk

6. A mérés eredménye alapján meghatározhatók a tekercs adatai (L; r). Mivel a tekercs impedanciájának abszolút értékére a

változtatásával nullázzuk a hidat. Közben az érzékenység-szabályozó potenciométerrel fokozatosan növeljük a nullázás érzékenységét. A híd akkor van kiegyenlítve, ha maximális érzékenység mellett a műszer a minimális kitérést mutatja.

LLrZ 222 ω≈ω+= összefüggés közelítéssel érvényes, most már módunkban áll R1=ωL megválasztásával (ekkor a híd érzékenysége nagyobb) további méréseket végezni és ekkor R2

-t választjuk változónak. Ezek a mérések (két-három) már pontosabb eredményeket szolgáltatnak az ismeretlenre.

E25 TEKERCS ÖNINDUKCIÓJÁNAK ÉS ELLENÁLLÁSÁNAK MÉRÉSE

db megnevezés jel tipus gyárt.sz.

lelt.sz. jellemző műszaki adatok

1 Ln, rn önind. tekercs 2130082 1 Hv r = 148,7 Ω

1 R1 EKM ellenállásszekrény 223314 0,1 - 5000 Ω 1 R2 EKM ellenállásszekrény 223281 0,1 - 5000 Ω 1 Rk FOK ellenállásszekrény 65682 8 dekádos 1 L, r önind. tekercs M2L - 5 1 N nullindikátor +

tápegység

10 csatlakozózsinór

E.26.

A KONDENZÁTOROK JELLEMZŐINEK MÉRÉSE

A váltakozóáramú híd táp- és nullázó egységének leírása A mérésnél található berendezés három egymáshoz csatlakozó egységből áll. I. Stabilizált egyenfeszültségű tápegység II. Hangfrekvenciás generátor /f = 1000 Hz/ III.Hangfrekvenciás erősítő, kimenetén a feszültséget értékelő műszerrel. Ez utóbbinak az előlapján baloldalt az erősítő bemeneti kapcsai. Ezeket csatlakoztatjuk a híd nullázandó pontjaihoz. Középen az erősítés szabályozó potenciométer. Ezzel szabályozzuk a nullázás érzékenységét. A jobboldali két hüvelyről vehető le a hidat tápláló hangfrekvenciás feszültség. A mérés végrehajtása Az ismeretlen kondenzátor jellemzőinek meghatározásához ismert Cni Rn

1. Rövid vezetékkel összeállítjuk a

adatokkal rendelkező kondenzátort alkalmazzuk.

/Ci R / - /R1 - R2 - /Cni Rn Az ellenállás szekrényekből néhányszáz ohm-nyi R

/ 1 és R2

2. A C értékeket dugaszolunk ki.

n-nel párhuzamosan kapcsoljuk az Rk

értékre állítjuk be. /kb.: 3-400 kΩ/

ellenállást, amelyet kezdetben nagy /kΩ nagyságú/

3. Megkeressük a kör betáplálásának megfelelő pontjait és ezeket összekötjük a mérőberendezés hangfrekvenciás feszültséget szolgáltató /jobboldali/ kapcsaival. 4. Megkeressük a kör azon pontjait, amelyekkel a nullműszerhez kell csatlakoznunk és ezeket a hangfrekvenciás erősítő /baloldali/ bemenő kapcsira kötjük. 5. A középen lévő potencióméterrel a nullműszer érzékenységét úgy állítjuk be, hogy a műszer mutatója kb. a skála közepén álljon. Ekkor R26. R

változtatására a műszer reagálni fog. 2 majd Rk

potencióméterrel fokozatosan növeljük a nullázás érzékenységét. változtatásával nullázzuk a hidat. Közben az érzékenység szabályozó

A híd akkor van kiegyenlítve, ha maximális érzékenység mellett a műszer a minimális kitérést mutatja. 7. A mérés eredménye alapján meghatározhatók a kondenzátor adatai /Ci Igen gondos mérés mellett is előfordulhat, hogy az R értékek nagy szórást mutatnak. Ez

R/.

nem a mérés hibája, hanem az R /a kondenzátor veszteségi ellenállásának szokták nevezni/ természetében rejlik. Mivel a kondenzátor impedanciájának abszolút értékére a

Z = R R CR C C

2 2 4 2

2 211+

+≈

ωω ω

összefüggés jó közelítéssel érvényes, így már módunkban áll R IC1 = ω

megválasztásával

/ekkor a híd érzékenysége nagyobb/ további méréseket végezni és ekkor az R-t választjuk változónak, Ezek a mérések már pontosabb eredményeket adnak a kapacitásra.

E.26.

KONDENZÁTOROK KAPACITÁSÁNAK ÉS ÁTVEZETÉSE RECIPROKÁNAK A MÉRÉSE

db megnevezés jel. tip. gyártsz. lelt.sz. jellemző műsz. adatok

1 R1 ZWAR ellenállásszekrény 0,1 - 1000 ohm 1 R2 ZWAR ellenállásszekrény 0,1 - 1000 ohm 1 Rk FOK ellenállásszekrény 65672 8 dekádos 1 Cn, Rn kondenzátor 2343 Onl µF 1 C R kondenzátor M 1 - 31 1 N nullindikátor +

tápegység

10 mérőzsinór

Soros rezgőkör rezonancia-görbéjének felvétele

(E 27)

1. Mérőeszköz (METEX MS 9150-es univerzális műszer) megismerése.

2. Az univerzális műszer bekapcsolása és a generátor feszültségének és frekvenciájának mérése, gyakorlatvezető jelenlétében. A kimenő jelet állítsa ≈ 3 V-ra.

3. A soros kapcsolás összeállítása és a generátorfeszültség rákapcsolása a körre.

4. A kondenzátor feszültségének mérése a kézi digitális multiméterrel.

5. A rezonancia-görbe felvétele csillapítás nélkül. A csillapító ellenállást (R) 0-ra állítjuk a fokozatkapcsolóval. Először 600 Hz-től 1600-Hz-ig ∼ 50 Hz-es lépésekkel mérünk. A rezonancia-frekvencia és a félértékszélesség durva meghatározása után egy szűkebb 300-400 Hz-es intervallumban a pontok felvétele 20 Hz-es lépésekben, végül a rezonancia-frekvencia körül 6-8 mérés 10 Hz-es lépésekben.

6. Mindig mérjük mindkét feszültséget, a generátorét illetve a kondenzátorét

7. Ismételje meg a mérést egy csillapító ellenállás beiktatása mellett az előbb leírt módon.

8. Ábrázolja a kondenzátor-feszültség és a generátor-feszültség hányadosát a frekvencia függvényében. Határozza meg a rezonancia-frekvencia,. és a sávszélességet valamint az ismeretlen induktivitást. C = 250 nF

Soros rezgőkör rezonancia-görbéjének felvétele

(13)

db megnevezés jel gyártási sz. jellemző műsz. 1 univerzális mérőműszer METEX 0,2 Hz – 2 MHz

tip. lelt. sz. adatok

1 digitális multiméter METEX HG 611609 2 – 750 V∼ 1 L, r önindukciós tekercs dobozban M 2L-3 1 R, fokozatkapcsoló dobozban M 11F-7 10 x 100 ohm 1 C kondenzátor dobozban M 1 – 39 250 nF 1 csatlakozózsinór 1 koaxális kábel 6 mérőzsinór

A METEX MS-9195-es univerzális műszer használata

A készülék alábbi három részét használjuk: 1. Függvénygenerátor, amely szinuszjelet, négyszögjelet, háromszögjelet, aszimmetrikus

szinuszjelet, fűrészfogjelet, impulzusokat és TTL-szintű négyszögjelet képes előállítani hét frekvenciatartományban 0,2 Hz – 2 MHz.

2. Frekvenciaszámláló: mérési tartomány 5 Hz – 1,3 GHz. 3. Digitális multiméter: feszültségmérés max. 1000V DC, 750V AC, árammérés DC/AC max 20A,

ellenállásmérés 40MΩ-ig, kapacitásmérés 400µF-ig, illetve logikai szintvizsgálatokra. A soros-párhuzamos RLC körök rezonanciájához szükséges jeleket a függvénygenerátor szolgáltatja. Ezt az 50-es gombbal kapcsolhatjuk be, illetve ha az 1-es kijelző nem üzemel, akkor ellenőrizzük, hogy be vannak-e kapcsolva a 52, 53-as kapcsolók (az egyik a frekvenciagenerátort kapcsolja, a másik a számlálót). Mivel ebben a mérésben nincs szükségünk a DC tápegységre, 42-es kijelzőn látható feszültség értéket csökkentsük a minimálisra a 43-as potenciométerrel. A kijövő szinuszos jelet a 18-as BNC csatlakozóról tudjuk levenni. Ehhez egy BNC végű koaxiális kábelre van szükség, melynek másik végén két banándugó található. A kimeneti ellenállás-kapcsoló gombot (27) kiengedett állapotba állítsuk (50 Ω). A 28-as gombbal tudjuk beállítani azt, hogy a számláló a kijövő jel frekvenciáját jelenítse meg. Ehhez azonban a 6-os gomb fölötti LED-nek világítania kell, ez jelzi azt, hogy a kijelző éppen frekvenciát mér. A 3-as csatornaválasztó gombbal az A csatornát válasszuk, a 4-es gate gombbal pedig 0,1 µs-ot. Először célszerű megmérni a frekvenciagenerátorból kijövő jel nagyságát. A 37-es forgókapcsolóval válasszuk ki a V∼ jelet, hiszen váltakozó feszültséget akarunk mérni, és kapcsoljuk be a digitális multimétert a 35-ös nyomógombbal. Ez a műszer többfunkciós, így megfelelő körültekintéssel használjuk, különben téves értéket olvashatunk le. Alapbeállítás szerint bekapcsoláskor, ha már V-re állítottuk a kapcsolót, akkor egyenáramot lehet mérni. Ezért a 32-es jelű gombbal át kell váltanunk AC mérésre. Ezt a kijelző jobb oldalán jelzi az AC felirattal. (A felső sarokban láthatjuk a mért értéket dB-ben kijelezve.) Csatlakoztassuk a koaxiális kábel két banándugóját a digitális multiméter 40, 41-es bemenetére. Változtassuk a kijövő jel nagyságát a 19-es jelű gombbal, és állítsunk be ≈ 3V-os feszültséget. A kimenő jel frekvenciáját tartományonként előválaszthatjuk a 26 gombsorral, x1-től x1MHz-ig dekádonként. A tartományokon belüli szabályozást a 24-es gomb segítségével végezhetjük el. Válasszuk ki a x1K állást.

Soros rezgőkör rezonancia-görbéjének felvétele

(14)

db megnevezés jel gyártási sz. jellemző műsz. 1 univerzális mérőműszer METEX 0,2 Hz – 2 MHz

tip. lelt. sz. adatok

1 digitális multiméter METEX HG 611464 2 – 750 V∼ 1 L, r önindukciós tekercs dobozban M 2L-4 1 R, fokozatkapcsoló dobozban M 11F-4 10 x 100 ohm 1 C kondenzátor dobozban M 1 – 27 250 nF 2 csatlakozózsinór 2 koaxális kábel 7 mérőzsinór

Párhuzamos rezgőkör rezonancia-görbéjének felvétele

(E28)

1. A hangfrekvenciás generátor csatlakozó zsinórját a hálózatba dugjuk és az előlapon levő

kapcsolóval bekapcsoljuk a készüléket. (ON)

2. A jobboldali sávváltó (Hz) kapcsolóval a 630-2k Hz-es frekvenciatartományt választjuk meg.

3. A feszültséget a 600 Ω jelű egymás fölött levő csatlakozóhüvelyekről vesszük le.

4. A kijövő feszültséget mérő csővoltmérő szürke fokozat-kapcsolóját 100 V-ra, a vele koaxiális piros kapcsolót 600 Ω-ra állítjuk.

5. Összeállítjuk a rezgőkört a mérési tájékoztató kapcsolási vázlata szerint.

6. Az összeállítás és a gyakorlatvezető ellenőrzése után csatlakozunk a hanggenerátorhoz.

7. A rezgőkör csillapító ellenállását (R) először O-ra állítjuk be a fokozat-kapcsolóval.

8. A LEVEL gombbal durván és a FINE LEVEL gombbal finoman szabályozhatjuk a kijövő feszültséget, amit úgy állítunk be, hogy a mérési összeállításban szereplő áramerősség-mérőkön jól leolvasható kitéréseket kapjuk. (max. 100 V)

9. A frekvenciaskála közepén levő gombbal a frekvenciát szabályozhatjuk.

10. Jól megválasztott 11-12 mérési pont alapján a rezonanciagörbe megrajzolható.

11. A mérést még egy másik csillapító ellenállás (R) mellett is végezzük el. (A kapacitás nagysága: 48 nF)

Párhuzamos rezgőkör rezonancia-görbéjének felvétele

(E28)

db megnevezés jel gyártási sz. jellemző műsz. 1 G hangfrekvenciás TR-0105

tip. lelt. sz. adatok

generátor 1 A milliampermérő EKM 10; 50mA 1 A milliampermérő EKM 10; 50mA 1 Rj fokozatkapcsoló dobozban M 11-F10 10x100 ohm 1 C kondenzátor dobozban M 1-1 48 nF 1 L, r önindukciós tek. dobozban M 2L-10 1 csatl. zsinór 7 mérőzsinór