Stredná odborná škola automobilová Moldavská cesta 2, Košice Učíme efektívne a moderne – inovácia vyučovacieho procesu v súlade s modernizáciou ŠkVP Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ. Moderné vzdelávanie pre modernú spoločnosť.

JEDNODUCHÁ REGULÁCIA U A I Magdaléna Nikházyová

LABORATÓRNA PRÁCA ÚLOHA 1: Zapojte regulačný rezistor ako potenciometer. Pohybujte jazdcom regulačného rezistora z jednej krajnej polohy do druhej a popíšte zmenu napätia. Namerajte päť rôznych hodnôt napätia a zapíšte ich do tabuľky. ÚLOHA 2: Zapojte regulačný rezistor ako reostat. Odmerajte minimálnu a maximálnu hodnotu odporu regulačného rezistora. Pohybujte jazdcom regulačného rezistora z jednej krajnej polohy do druhej a popíšte zmenu prúdu v obvode. Namerajte päť rôznych hodnôt prúdu a zapíšte ich do tabuľky. Overte výpočtom minimálnu a maximálnu hodnotu regulovaného prúdu.

TEORETICKÝ ROZBOR Rezistor - je pasívna elektrotechnická súčiastka, ktorej hlavnou fyzikálnou vlastnosťou je elektrický odpor R, ktorého jednotkou je ohm  . Rezistor s premenlivou hodnotou odporu, sa využíva na reguláciu prúdu a napätia. Regulačné rezistory sú spravidla navinuté z jedného kusu odporového drôtu s konštantným prierezom. Drôt je navinutý na izolačnom valci. Konce odporového drôtu sú pripojené na svorky (svorka 1- začiatok vinutia, svorka 2- koniec vinutia). Regulačný rezistor má vyvedené tri svorky, z ktorých dve tvoria začiatok a koniec vinutia a tretiu tvorí jazdec (niekedy označovaný i ako bežec). Jazdec je väčšinou označený písmenom J, alebo červenou farbou svorky, na ktorú je vyvedený. Jazdcom môžeme pohybovať vo vodorovnom smere po navinutom odporovom drôte a tým meniť hodnotu odporu medzi jazdcom a začiatkom odporového drôtu a súčasne medzi jazdcom a koncom odporového drôtu. To umožní zapojiť regulačný rezistor ako reostat alebo ako potenciometer. Pri používaní týchto rezistorov je dôležité neprekročiť ich prúdové zaťaženie, ktoré je na nich vyznačené výrobcom.

POTENCIOMETER Potenciometer – je pasívna elektrotechnická súčiastka, ktorá slúži na reguláciu napätia v elektrickom obvode. Potenciometer je regulačný rezistor s troma vyvedenými svorkami (svorka 1- vstup potenciometra, svorka 2 – výstup potenciometra, svorka 3 – jazdec potenciometra). Zapojenie potenciometra v obvode s vyznačenou polaritou jednotlivých svoriek: Veľkosť regulovaného napätia Ureg je priamoúmerná hodnote odporu Rpx zapojeného medzi jazdcom a výstupom regulovaného rezistora: (V;A,) pričom (A;V,) kde U – napätie zdroja Rp – veľkosť odporu medzi vstupom a výstupom regulovaného rezistora

POTENCIOMETER Ureg = I . Rpx (V;A,) pričom I=U / Rp (A;V,) Jazdec v krajnej polohe (svorka 1): Ak sa jazdec nachádza v krajnej polohe pri svorke 1,  medzi svorkami 2 a 3 sú zapojené všetky závity odporového drôtu (Rpx=Rp je maximálny). Z Ohmovho zákona vyplýva, že pri maximálnom odpore je na potenciometri maximálne napätie, ktoré zodpovedá napätiu zdroja. Jazdec v krajnej polohe (svorka 2): Ak sa jazdec nachádza v krajnej polohe pri svorke 2,  medzi svorkami 2 a 3 nie sú zapojené žiadne závity odporového drôtu (Rpx je minimálny a teoreticky rovný nule). Z Ohmovho zákona vyplýva, že pri minimálnom odpore je na potenciometri minimálne (nulové) napätie. Potenciometer je ku zdroju pripojený vždy paralelne. Potenciometer je delič napätia.

REOSTAT Reostat: je pasívna elektrotechnická súčiastka, ktorá slúži na reguláciu prúdu v elektrickom obvode. Aby reostat reguloval prúd v obvode, musí byť vždy zaťažený (v obvode musí byť zapojený spotrebič), inak dôjde ku skratu v obvode.

REOSTAT Svorka 2 obvodu je vodivo spojená s posuvným jazdcom 3 a tvorí výstup reostatu. Reostat je regulačný rezistor s dvoma vyvedenými svorkami (svorka 1- vstup reostatu, svorka 3 – výstup reostatu). Pohybom jazdca zmeníme počet zapojených závitov odporového drôtu medzi vstupom a jazdcom reostatu, čím sa zmení odpor medzi svorkami 1 a 3 (odpor reostatu Rr). Pri konštantnom napätí zdroja je regulovaný prúd elektrického obvodu Ireg nepriamo úmerný odporu Rrx ( pri zvýšení odporu Rrx sa prúd zníži a naopak). Pohybom jazdca teda dosiahneme zmenu (reguláciu) prúdu Ireg, pričom platí: Ireg= U/R +Rrx (A;V,,) kde U je napätie zdroja

REOSTAT Jazdec v krajnej polohe (svorka 1): Ak sa jazdec nachádza v krajnej polohe pri svorke 1,  medzi svorkami 1 a 3 nie je zapojený žiadny závit odporového drôtu (Rr je minimálny a teoreticky rovný nule). Z Ohmovho zákona vyplýva, že pri minimálnom odpore reostatu tečie elektrickým obvodom maximálny prúd Iregmax , obmedzený len záťažovým odporom R.: (A;V,,) Maximálna veľkosť prúdu je obmedzená spotrebičmi zapojenými v elektrickom obvode. Jazdec v druhej krajnej polohe (bez označenia): Ak sa jazdec nachádza v druhej krajnej polohe, medzi svorkami 1 a 3 sú zapojené všetky závity odporového drôtu (Rr je maximálny). Z Ohmovho zákona vyplýva, že pri maximálnom odpore reostatu tečie elektrickým obvodom minimálny prúd Iregmin: Minimálna veľkosť prúdu je určená veľkosťou odporu reostatu. Reostat je ku zdroju a záťaži elektrického obvodu pripojený vždy do série. Veľkosť regulačného rozsahu prúdu ovplyvňuje veľkosť odporu reostatu Rr..

SCHÉMA ZAPOJENIA SÚPIS PRÍSTROJOV: zapíšte všetky prístroje použité pri meraní, mimo súčiastok, ktoré máte zapísané v meranom objekte. Jednotlivé prístroje zapíšte podľa pokynov pre vypracovanie laboratórnych prác Voltmeter – Ampérmeter – Zdroj – Potenciometer (Rp - Reostat (Rr

Tabuľky nameraných hodnôt Tabuľka pre meranie na potenciometri: Napätie zdroja U= Tabuľka pre meranie na reostate: Č.m. U (V) 1. 2. 3. 4. 5. Č.m. I (mA ) 1. 2. 3. 4. 5.

TABUĽKA PRE MERANIE NA REOSTATE: prúd Iregmin mA Iregmax namerané hodnoty vypočítané hodnoty

VZOROVÝ VÝPOČET: Robí sa vždy iba pre jeden riadok v tabuľke, t.j. ak si vyberiem riadok č.3 tak pre tento riadok napíšte všetky výpočty, vrátane konštánt meracieho prístroja. Pre overenie minimálnej a maximálnej hodnoty regulovaného prúdu:

ZÁVER Popíšte, čo ste počas merania zistili, v tomto prípade ako sa menil prúd resp. napätie v obvode, porovnajte vypočítané hodnoty prúdu s nameranými a zdôvodnite vzniknuté rozdiely, zhodnoťte reguláciu napätia a prúdu.

© SOŠA Košice www.sosake.sk Január 2011