CIRCUITE REZISTIVE

CIRCUITE REZISTIVE

Legea lui Ohm

Scopul lucrarii:

- masurarea curentului prin rezistor si a tensiunii la bornele acestuia.

- relatia de legatura dintre tensiunea aplicata si curent, pentru diferite valori ale rezistentei.

Necesarul de echipamente:

placa;

R = 100Ω, 2W;

R = 150Ω, 2W;

sursa de c.c.;

conductoare de legatura;

ampermetru 100mA c.c.;

voltmetru 10V c.c.

Circuitul electric:

Pasii de lucru:

Se realizeaza circuitul cu schema din figura 1, folosind rezistorul R = 100 . Se verifica daca polaritatea sursei si a multimetrului este corecta si daca a fost selectat corect domeniul aparatului.

Pornind de la tensiunea de alimentare de 0V, se mareste tensiunea din volt in volt pana la 10V. Se masoara curentul la fiecare pas. A nu se schimba setarile multimetrului. Se trec valorile in tabelul1.

Se repeta masuratorile pentru R = 150 A nu se schimba setarile multimetrului.

Tabelul 1

Rezultate:

- Se traseaza graficul U = f(I), pentru cele trei valori ale lui R.

- Ce relatie de legatura se poate gasi intre tensiune si curentul prin rezistor ?

- Determinati raportul dintre U si I pentru valorile din tabel si notatile in coloana corespunzatoare. Ce reprezinta acest raport ?

Conectarea in serie a rezistoarelor

Scopul lucrarii:

masurarea caderilor de tensiune la bornele rezistoarele conectate in serie;

verificarea teoremei a II-a a lui Kirchhoff.

Necesarul de echipamente:

placa;

R₁ = 100Ω, 2W,5%;

R₂ = 150Ω, 2W,5%;

R₃ = 1kΩ, 2W,5%;

sursa de c.c.;

conductoare de legatura;

ampermetru 10mA c.c.;

voltmetru 10V c.c.

Circuitul electric:

Pasii de lucru:

Se realizeaza circuitul cu schema din figura 2. Se verifica daca polaritatea sursei si a multimetrului este corecta si daca a fost selectat corect domeniul aparatului.

Se fixeaza tensiunea de alimentare la U_in =10V si se masoara curentul prin circuit.

Se masoara tensiunea U₁ la bornele rezistorului R₁ si se trece valoarea acestuia in tabelul 2.1.

Se masoara tensiunea U₂ la bornele rezistorului R₂ si se trece valoarea acestuia in tabelul 2.1.

Se masoara tensiunea U₃ la bornele rezistorului R₃ si se trece valoarea acestuia in tabelul 2.1.

Tabelul 2.1

Rezultate:

Se aduna valorile tensiunilor la bornele celor trei rezistoare si se compara cu valoarea tensiunii de alimentare.

La ce valoare a rezistentei caderea de tensinue este mai mare, respectiv mai mica? Ce regula se poate deduce de aici?

Se calculeaza raportul R/R_tot si raportul U/U_in si se trec in tabelul 2.2. Ce regula se poate deduce de aici?

Calculati rezultatul U₁ + U₂ + U₃ - U_in si formulati un enunt.

Folosind legea lui Ohm sa se calculeze valoarea fiecarei rezistente in parte (tabelul 2.3)

Tabelul 2.2 Tabelul 2.3

Conectarea in paralel a rezistoarelor

Scopul lucrarii:

masurarea curentului total si a curentilor prin rezistoarele conectate in paralel;

verificarea teoremei I a lui Kirchhoff.

Necesarul de echipamente:

placa;

R₁ = 100Ω, 2W,5%;

R₂ = 1kΩ, 2W,5%;

sursa de c.c.;

conductoare de legatura;

ampermetru 100mA c.c.;

voltmetru 10V c.c.

Circuitul electric:

Pasii de lucru:

Se realizeaza circuitul din figura 3.1. Se verifica daca polaritatea sursei si a multimetrului este corecta si daca a fost selectat corect domeniul aparatului.

Se fixeaza tensiunea de alimentare la U_in =10V si se masoara curentul total prin circuit si se noteaza in tabelul 3.1.

Se masoara curentul I₁ prin latura cu rezistorul R₁ =100Ω si se trece in tabelul 3.1.

Se masoara curentul I₂ prin latura cu rezistorul R₂ =1kΩ si se trece in tabelul 3.1.

Tabelul 3.1

Rezultate:

Se calculeaza rezistenta totala R_tot a conexiunii paralel a celor doua rezistoare cu relatia

Comparati raportul I_1/ I₂ cu raportul R₁/R₂ si confirmati teorema I a lui Kirchhoff:

Divizorul de tensiune in gol

Scopul lucrarii:

masurarea tensiunilor la un divizor de tensiune in gol;

formula divizorului de tensiune.

Necesarul de echipamente:

placa;

R = 100Ω, 2W,5% (doua);

R = 150Ω, 2W,5%;

R = 47Ω, 2W,5%;

potentiometru R = 220Ω,3W;

sursa de c.c.;

conductoare de legatura;

voltmetru 10V c.c.

Circuitul electric:

Pasii de lucru:

Se realizeaza circuitul cu schema din figura 4.1 cu R₁ = 150 , R₂ = 47 . Se verifica daca polaritatea sursei si a multimetrului este corecta si daca a fost selectat corect domeniul aparatului.

- Tensiunea de alimentare se fixeaza la U_in =10V. Se masoara tensiunile U₁ si U₂ si se trec in tabelul 4.1.

- Se repeta masuratorile cu R₁ = 100 si R₂ = 100

Se repeta masuratorile cu R₁ = 47 si R₂ = 150

- Se realizeaza montajul cu schema din figura 4.2. Se masoara tensiunile U₁ si U₂ pentru 7 setari ale potentiometrului si se trec in tabelul 4.2.

Tabelul 4.1

Tabelul 4.2

Rezultate:

Se traseaza graficul U₁ si U₂ in functie de R₁ conform rezultatelor din tabelul 4.1

Se traseaza graficul U₁ si U₂ in functie de pozitiile potentiometrului conform rezultatelor din tabelul 4.2

Se aduna tensiunile U₁ si U₂, trecandu-se suma in tabelul 4.1. Care este relatia de legatura dintre tensiunea totala si tensiunile U₁ si U₂ ?

Se determina raportul R₁/R₂ si raportul U₁ /U₂ si se noteaza in tabelul 4.1. Care este relatia de legatura dintre valorile rezistentelor si cele ale tensiunilor corespunzatoare?

Deducerea formulei divizorului de tensiune:

Folosind formulele:

si cunoscand tensiunea de intrare U_in precum si raportul rezistentelor, se poate calcula tensiunea U₂.

Din (1) rezulta ca

Inlocuind (3) in (2) rezulta

Tensiunea U₂ va fi:

Aceasta formula a divizorului de tensiune este valabila numai in cazul in care divizorului de tensiune este in gol.

Divizorul de tensiune in sarcina

Scopul lucrarii:

masurarea raporturilor tensiunilor la un divizor de tensiune in sarcina.

Necesarul de echipamente:

placa;

R = 100Ω, 2W,5% (doua);

R = 150Ω, 2W,5%;

R = 47Ω, 2W,5%;

R = 1kΩ, 2W,5%;

potentiometru R = 220Ω,3W;

sursa de c.c.;

conductoare de legatura;

voltmetru 10V c.c.

Circuitul electric:

Pasii de lucru:

Se realizeaza circuitul din figura 5.1, dar fara rezistorul de sarcina R_L. Se verifica daca polaritatea sursei si a multimetrului este corecta si daca a fost selectat corect domeniul aparatului.

- Tensiunea de alimentare se fixeaza la U_in =10V. Se masoara tensiunile U₁ si U₂ pentru 7 setari ale potentiometrului si se trec in tabelul 5.

- Se repeta masuratorile cu rezistorul de sarcina R_L = 1k

- Se repeta masuratorile cu rezistorul de sarcina R_L = 150

- Se repeta masuratorile cu rezistorul de sarcina R_L = 100

Se repeta masuratorile cu rezistorul de sarcina R_L = 47Ω.

Tabelul 5

Rezultate:

Care este tensiunea totala U = U₁ + U₂ pentru fiecare masuratoare

Sa se reprezinte grafic dependenta U₁ si U₂ in functie de pozitiile potentiometrului pentru fiecare rezistenta de sarcina R_L (cele 5 valori).

Potentiometrul este format dintr-un rezistor fix, iar valorile intermediare pot fi alese modificand pozitia cursorului. Se seteaza potentiometrul din figura 5.2 dupa cum urmeaza: rezistenta dintre A si B de 120Ω, dintre B si C de 80Ω. Intre B si C se plaseaza rezistenta de sarcina de 47Ω (ca in fig.5.2). sa se determine tensiunea dintre B si C utilizand relatiile

daca intre A si C tensiunea aplicata este de 10V.

Puntea Wheatstone

Scopul lucrarii:

masurarea tensiunii in cazul in care puntea este dezechilibrata;

echilibrarea puntii.

Necesarul de echipamente:

placa;

R₁ = 1kΩ, 2W,5%;

R₂ = 47Ω, 2W,5%;

R₃ = R₄ = 100Ω, 2W,5%;

potentiometru R = 220Ω,3W;

sursa de c.c.;

conductoare de legatura;

voltmetru 10V c.c;

ohmmetru.

6.1 Puntea Wheatstone dezechilibrata

Circuitul electric:

Pasii de lucru:

Se realizeaza circuitul din figura 6.1. Se verifica daca polaritatea sursei si a multimetrului este corecta si daca a fost selectat corect domeniul aparatului.

Tensiunea de alimentare se fixeaza la U_in =10V. Se masoara tensiunea U_AB (borna "-" a voltmetrului sa fie in punctul A iar borna "+" in punctul B) si se noteaza valoarea acesteia U_AB =

Rezultate

- Calculati tensiunile U₂ si U₄ .

6.2 Echilibrarea puntii Wheatstone

Circuitul electric:

Pasii de lucru:

Se realizeaza circuitul 6.2. In acest circuit rezistoarele R₃ si R₄ din circuitul 6.1 au fost inlocuite cu un potentiometru.

- Tensiunea de alimentare se fixeaza la U_in =10V. Potentiometrul se regleaza astfel incat tensiunea U_AB sa fie nula.

Deconectati potentiometrul din circuit si masurati rezistentele R₃ si R₄ cu un ohmmetru si notati valorile in tabelul 6.

Tabelul 6

Rezultate:

Care este relatia de legatura dintre rezistentele R₃ si R₄ pentru ca tensiunea U_AB sa fie nula

Nota:In aplicatii, acest tip de punte este utilizata pentru masurarea rezistentelor in curent continuu. In acest caz se alege R₁ = R₂ . R₃ devine rezistorul R_x care trebuie masurat si R₄ este un potentiometru. Un A - metru se foloseste ca si indicator de nul pentru a verifica daca puntea este echilibrata.

Cand puntea este echilibrata exista urmatoarea relatie intre rezistente:

Deoarece R₁ = R₂ rezulta R_x = R₄. Astfel valoarea lui R_x poate fi direct citita de pe scara potentiometrului cand puntea este echilibrata.