Messungen an linearen und nichtlinearen Bauelementen

Inhaltsverzeichnis

1. Verzeichnis der Formelzeichen und Abkürzungen

2. Einleitung

3. Messungen an linearen und nichtlinearen Bauelementen
3.1 Messen eines unbekannten Widerstandes Rxl
3.2 Messen eines Widerstandes Rx2 aus einer Strom-Spannungs-Kennlinie
3.3 Kenniinienaufnahme einer Glühlampe 6V/0,6W

4. Messungen am Gleichstrommotor
4.1 Messen des Kaltwiderstandes der Erregerwicklung
4.2 Messen der Motodrehzah! in Abhängigkeit der Motorbelastung
4.3 Aufnahme der Betriebskennlinie (Belastungskennlinie)
4.4 Messen des Warmwiderstandes der Erregerwicklung

5. Messungen an Wechselstromwiderständen
5.1 Kapazitätsmessung
5.2 Induktivitätsmessung
5.3 Bestimmung von Z und einer Spule (3 Spannungsmethode)
5.4 Messungen an einer Luftspule bei Netzbetrieb
5.5 Leistungsmessung mit Wattmeter
5.6 Blindstrom-Kompensation

6. Anlagen

1. Verzeichnis der Formeizeichen und Abkürzungen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

2. Einleitung

Als fester Bestandteil des Studienfaches Elektrotechnik/Elektronik der Hamburger Fern-Hochschule ist ein Laborpraktikum als Studienleistung vorgesehen. Ziel des Laborpraktikums ist die Ausbildung und Verbesserung des Verständnisses für die einzelnen Bauelemente, Messgeräte und weiteren Eiektronikkomponenten. Ebenso von Bedeutung ist das Deuten und Erstellen von Schaltkreisen unter Beachtung der Vorschriften und Anweisungen des Dozenten bzw. Assistenten.

Trotz der, für die Laborversuche, knappen Zeit wurden im Rahmen des Laborpraktikums folgende drei Schwerpunkte detailliert bearbeitet und protokolliert:

- Messungen an linearen und nichtlinearen Bauelementen
- Messungen am Gleichstrommotor
- Messungen an Wechselstromwiderständen

Aufgabe war u.a. das Messen und Berechnen von Widerständen an linearen und nichtlinearen Bauelementen sowie das Aufnehmen von Strom- Spannungskennlinien und verschiedenen anderen Parametern an einem Gleichstrommotor. Weiter wurden diverse Messungen an Wechselstrom­widerständen durchgeführt.

Gemessen wurde mit verschiedensten, im Labor zur Verfügung gestellten Messgeräten wie z.B. dem Unigor A43 oder einem Digitalmultimeter (DMM). Die genaue Aufstellung aller verwendeten Gerätschaften für die einzelnen Versuche werden in diesem Protokoll ebenfalls in den Gerätelisten mit aufgeführt.

3. Messungen an linearen und nichtlinearen Bauelementen

Messgeräteliste:

- Analog-Multimeter Unigor A43 - lnventarNr.1564
- Analog-Multimeter Unigor A43 - inventarNr.1565
- Digital Multimeter KEiTHLEY - lnventarNr.E252/l
- Messbrücke Pontavi Wh2 - lnventarNr.1294

3.1 Messen eines unbekannten Widerstandes Rxl

Erste Aufgabe war es, einen unbestimmten Widerstand Rxl mit drei verschiedenen Messgeräten zu ermitteln. Vorab wurden allerdings, wie vor jedem weiteren Messvorgang, die Messgeräte „Unigor A43", „Pontavi Wh2" und „Multimeter von Keithiey" geeicht um später keine verfälschten Messwerte zu erhalten.

Gemessen wurden folgende Werte mit den Messgeräten:

- Analog-Multimeter Unigor A43 (1564 u. 1565) = 860 n

- Digital Multimeter KEITHLEY (DMM) (E252/1) = 881 Q

- Messbrücke Pontavi Wh2 (1294) - 880 O

3.2 Messen eines Widerstandes Rx2 aus einer Strom-Spannungs-Kennlinie

Ermittelt werden soll der Widerstand Rx2 unter Beachtung der Messgeräteeinflüsse.

Zuerst wurde zur Dimensionierung der Schaltung der Widerstand R_x2 mit dem Unigor A43 (1564) vorgemessen. Die Messung ergab einen Wert von 10 k[Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]. Als nächstes galt es denn wahren Strom durch R_x2 zu ermitteln. Hierzu wurde folgende Forme! herangezogen: [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] I_v ergibt sich in diesem Fall aus der angelegten Spannung durch den Gerätewiderstand des Unigor A43, welcher von der Geräterückseite abgelesen

werden konnte. Beispiel: =[Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]

l_g wurde durch Messung des Schaltkreises ermittelt. Aus den herangezogenen Informationen konnte nun, zur vereinfachten Darstellung, folgende Tabelle erstellt werden:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Weiter befindet sich in den Anlagen (Anhangl) ein Diagramm l=f(U) auf der die lineare Widerstandsiinie aufgezeigt wird. Generiert wurde diese Grafik durch Eingabe der ermittelten Messwertpaare in ein Computerprogramm.

Zuletzt wurden für die Spannungen 0,1-0,5 Volt die Widerstände für R_x2 mit der Formel [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] ausgerechnet.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Der gemittelte Wert des Widerstandes R_x2 ergab 10,07 k[Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] und wurde durch eine Nachträgliche Messung mit einem Digitalmultimeter (E252/1) bestätigt.

3.3 Kennlinienaufnahme einer Glühlampe 6V/0.6W

Es sind Wertepaare für eine Strom-Spannungskennlinie einer Glühlampe gemessen und in einer Tabelle festgehalten worden. Ausserdem wurden anhand des Widerstandes [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] und Ug die Werte l_Rx2 ausgerechnet.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Darauf wurde sofort eine Strom-Spannungskennlinse auf einem doppelt- logarithmischen Papier eingezeichnet (Anhang2). Weiter sind der Kaltwiderstand und Betriebswiderstand in das Diagramm eingetragen worden. Da die Widerstandsgrenzen 1 und 2 anhand unserer Messwerte nicht genau zu ermitteln waren, haben wir in unserem Diagramm die dort eingezeichneten Toieranzbereiche gestrichelt eingezeichnet. Links der Grenze 1 befindet sich der lineare Kaltwiderstandsbereich und rechte der Grenze 2 der Betriebswiderstandsbereich.

Ais nächstes wurde, mit Hiife von uns zur Verfügung stehenden drei Messgeräten, der Widerstand der Glühlampe bestimmt. Folgende Werte wurden aufgenommen:

- mit Unigor: 5,54 [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]
- mit DMM: 5,43 [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]
- mit Pontavi: 13,49 [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]