Versuch GS Grundlagen der Labor-Schaltungstechnik
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Fakultät II Abteilung Maschinenbau E-Labor im WS / SS _____ Versuch GS Grundlagen der Labor-Schaltungstechnik Gruppe: _____ Name Vorname Matr.-Nr. Semester Verfasser Teilnehmer Teilnehmer BITTE ANKREUZEN Messprotokoll Versuchsbericht Professor(in) / Lehrbeauftragte(r): _______________________ Datum der Durchführung: _______________________ Vortestat FH Hannover E-Labor Testat Version: 01.12.08 Urheberrechtlich geschützt Hannover E-Labor Versuch Laborschaltungstechnik Seite GS 2 von 3 1 Vorbereitung Arbeiten sie folgende Materialen vor Versuchsbeginn gründlich durch: Kurzbedienungsanleitung für das Digitalmultimeter Fluke 73III und Tenma 72-7765 Kurzbedienungsanleitung Grundlagen Messen Beschreibung: Wie verdrahte ich eine Schaltung Berechnen Sie 2.1 bis 2.5 und beantworten Sie schriftlich 2.4 vor Versuchsbeginn! 2 Berechnungen Berechnen Sie für die Versuchsschaltung nach Bild 1 die Spannungen, Ströme und den Gesamtwiderstand unter Vernachlässigung des Innenwiderstands der Netzteile und der Meßgeräte. Tragen Sie ihre Berechnungsergebnisse in die zugehörigen Tabellen ein : 2.1 Schaltung mit den Schalterstellungen nach Tabelle 1 S1 S2 S3 Uq U1/V U2/V U3/V I/mA I3/mA I4/mA RGesamt/ Ω 1 1 10,0 V berechnet 1 1 10,0 V gemessen Schalterstellung 1 Schalterstellung 1 Tabelle 1 2.2 Schaltung mit den Schalterstellungen nach Tabelle 2 und R1 = 150 Ω S1 S2 S3 Uq U1/V U2/V U3/V I/mA I3/mA I4/mA RGesamt/ Ω 1 1 10,0 V 1 1 10,0 V Schalterstellung 2 Schalterstellung 2 berechnet gemessen Tabelle 2 2.3 Schaltung mit den Schalterstellungen nach Tabelle 3 und R1 = 150 Ω S1 S2 S3 Uq U1/V U2/V U3/V I/mA I3/mA I4/mA RGesamt/ Ω 2 1 2 10,0 V Schalterstellung berechnet Schalterstellung 2 1 2 10,0 V gemessen Tabelle 3 2.4 Welche Aufgabe hat der Schalter S2 in Stellung 2? 2.5 Sie wollen die Schaltung 2.1-2.3 mit 30,0 V betreiben. Berechnen Sie die zugehörigen Mindestleistungen der Widerstände R1 bis R4. R1 = 1000 Ω R2 = 20 Ω R3 = 50 Ω R4 = 100 Ω U2 U1 R2 R1 S1 A B S2 1 U3 I3 R3 1 2 I4 Netzteil C 2 Uq Ω R4 V 2 1 S3 I Bild 1: Versuchsschaltung FH Hannover E-Labor Version: 01.12.08 Urheberrechtlich geschützt Hannover E-Labor 3 Laborschaltungstechnik Versuch Seite GS 3 von 3 Praktischer Teil, Messungen Gerät Digitalmultimeter Digitalmultimeter Digitalmultimeter Schalter S1 Schalter S2 Schalter S3 Schiebewiderstand R1 Widerstand R2 Widerstand R3 Widerstand R4 Netzteil Gerätenummer Tabelle 4: Verwendete Geräte 3.1 Messen Sie R1, R2, R3 , R4 und tragen Sie die Werte in die folgende Tabelle ein. R1/Ω R2/Ω R3/Ω R4/Ω Tabelle 5 3.2 Verdrahten Sie die Versuchsschaltung nach Bild 1 unter Verwendung flexibler Labormessleitungen! 3.3 Messen Sie für die Versuchsschaltung nach Bild 1 und die Schalterstellungen gem. Tabellen 1 bis 3: U1 bis U3, I, I3, I4 und RGesamt. Tragen Sie die Messwerte in die zugehörigen Tabellen 1 bis 3 ein. Vergleichen Sie die gemessenen Werte mit den berechneten. 3.4 Nennen Sie mindestens vier Gründe, warum die gemessenen Werte von den berechneten Werten abweichen. FH Hannover E-Labor Version: 01.12.08 Urheberrechtlich geschützt Wie verdrahte ich eine Schaltung? Im Sinne einer größtmöglichen Übersichtlichkeit sind zu beachten: • • • • • • Der +Pol der Quelle und das angeschlossene Bauelement werden mit roter Messleitung verbunden Der -Pol der Quelle und das angeschlossene Bauelement werden mit blauer Messleitung verbunden Die Farben Rot und Blau werden nur benutzt, wenn das Messgerät oder das Bauteil direkt mit der Spannungsquelle verbunden sind Zum weiteren Verdrahten werden die Farben der Messleitung so gewählt, dass die Schaltung für einen Außenstehenden übersichtlich wird Messleitung soll knickfrei und so kurz wie möglich verwendet werden Messleitungen müssen isoliert verlegt werden (Bild 1) Bild 1: Der Stecker der Messleitung darf aus Sicherheitsgründen (Gefahr bei Berührung von Spannungen) nicht ohne Isolierung auf dem Labortisch liegen. • Es sollen maximal zwei Stecker auf einer Buchse stecken (Bild 2) Bild 2: Eine Steckeranhäufung an einer Buchse ist aus mechanischen Gründen zu vermeiden • Anschluss eines Schiebewiderstands mit Schleifkontakt (Bild 3) C C A B A B Bild 3: Schiebewiderstand mit Schleifkontakt • Nachdem die Schaltung verdrahtet ist, wird sie vom aufsichtführenden Personal überprüft. Erst danach darf die Spannungsversorgung eingeschaltet werden! FH Hannover E-Labor Version: 28.01.2003 Seite 1 von 3 Urheberrechtlich geschützt So wird folgende Messschaltung verdrahtet: B C S1 Netzteil A 1 Uq 2 V L1 R1 A A1 A A2 Bild 4: Stromlaufplan der Messschaltung • Die Bauteile werden so auf den Labortisch platziert, wie sie im Stromlaufplan eingezeichnet sind. Bild 5: Platzierung der Bauteile • Wenn Sie keine Erfahrung mit dem Verdrahten von Schaltungen haben, dann sollten Sie einen Verdrahtungsplan erstellen. Im Verdrahtungsplan wird angegeben, von wo nach wo eine Verbindung mit welcher Farbe der Messleitung ausgeführt wird. FH Hannover E-Labor Version: 28.01.2003 Seite 2 von 3 Urheberrechtlich geschützt Farbe von nach Rot Netzteil, +Pol Rot Spannungsmesser, +Pol Blau Netzteil, -Pol Blau Spannungsmesser, -Pol Blau Schiebewiderstand, Buchse A Blau Strommesser A1, -Pol Schwarz Schiebewiderstand, Buchse C Gelb Schalter S1 - Stellung 1, Ausgang Gelb Lampe L1, Buchse B Grün Schalter S1 - Stellung 2, Ausgang Grün Widerstand R1, Buchse B Tabelle 1: Verdrahtungsplan Spannungsmesser, +Pol Schiebewiderstand, Buchse B Spannungsmesser, -Pol Schiebewiderstand, Buchse A Strommesser A1, -Pol Strommesser A2, -Pol Schalter S1, Eingang Lampe L1, Buchse A Strommesser A1, +Pol Widerstand R1, Buchse A Strommesser A2, +Pol B C S1 Netzteil A 1 Uq 2 V L1 R1 A A1 A A2 Bild 6: Stromlaufplan mit Farbkennzeichnung der Messleitungen Bild 7: Vollständig verdrahtete Messschaltung FH Hannover E-Labor Version: 28.01.2003 Seite 3 von 3 Urheberrechtlich geschützt Grundlagen Messen Die Spannungsmessung Bei der Spannungsmessung wird das Messinstrument zum Messobjekt parallel geschaltet. Beispiel: Messen einer Gleichspannung RANGE ACV Ω mA DC 10A OFF 10 A µA mA Ω COM V Die Strommessung: Der Strommesser wird in den Stromkreis eingeschaltet. Er wird in Reihe mit dem Messobjekt gebracht. Beispiel: Messen eines Gleichstroms < 330 mA Bei Strömen > 330 mA muss der Drehschalter in Stellung 10 A gedreht und die Buchse 10 A beschaltet werden. RANGE ACV Ω mA DC 10A OFF 10 A FH Hannover E-Labor µA mA Ω COM Version: 28.01.2003 V Seite 1 von 2 Urheberrechtlich geschützt Die Widerstandsmessung Bei der Widerstandsmessung ist folgendes zu beachten: 1. Am Messobjekt darf keine Spannung anliegen! 2. Achten Sie darauf, dass der Rest der Schaltung abgetrennt ist! RANGE ACV Ω mA DC 10A OFF 10 A FH Hannover E-Labor µA mA Ω COM V Version: 28.01.2003 Seite 2 von 2 Urheberrechtlich geschützt Kurzbedienungsanleitung Digitalmultimeter TENMA 72-7765 Messbetrieb Gleichspannung Gleichstrom < 400 mA Gleichstrom > 400 mA Widerstand Drehschalter V mA A Ω Buchse 1 COM COM COM COM Buchse 2 V mA 10 A VΩmA Allgemeine Hinweise Welche Funktion hat die Buchse COM? Die Buchse COM (engl. Common) ist der Massepunkt des Digitalmultimeters und der negative Bezugspunkt. Abschalten des Messgerätes Zur Verlängerung der Batterie-Lebensdauer schaltet sich das Gerät ca. 10 Minuten nach dem letzten Betätigen einer Taste ab. Zur Wiederaufnahme des Messbetriebes muss der Auswahlschalter auf OFF gestellt werden und dann wieder in den ursprünglichen Messbereich. Taste SELECT Mit der Taste SELECT können Sie in den Messbereichen µA, mA und A umschalten zwischen Gleichstrom (DC) und Wechselstrom (AC). Innenwiderstand Bei der Gleichspannungsmessung ist der Innenwiderstand >10 MΩ. Bei der Gleichstrommessung sind es im mA-Bereich 1,5 Ω. Achtung! Im Messbereich A ist keine Sicherung vorhanden. Der Messvorgang unter max. Strom darf nicht länger als 10 Sekunden dauern. Messen Sie in diesem Messbereich kleinere Ströme so sollte die Messzeit 15 Minuten nicht überschreiten. Gleichspannungsmessungen Bereich 400 mV 4V 40 V Genauigkeit ± 0,8 % vom Messwert + 3 Stellen ± 0,8 % vom Messwert + 1 Stellen ± 0,8 % vom Messwert + 1 Stellen Gleichstrommessungen Bereich 400 μA 4 mA 40 mA 400 mA 4A 10 A Genauigkeit ± 1 % vom Messwert + 2 Stellen ± 1 % vom Messwert + 2 Stellen ± 1,2 % vom Messwert + 2 Stellen ± 1,2 % vom Messwert + 2 Stellen ± 1,5 % vom Messwert + 5 Stellen ± 1,5 % vom Messwert + 5 Stellen Widerstandsmessungen 400 Ω 4 kΩ 40 kΩ 400 kΩ 4 MΩ 40 MΩ ± 1,2 % vom Messwert + 2 Stellen ± 1 % vom Messwert + 2 Stellen ± 1 % vom Messwert + 2 Stellen ± 1 % vom Messwert + 2 Stellen ± 1,2 % vom Messwert + 2 Stellen ± 1,5 % vom Messwert + 2 Stellen
