Versuch Strom
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Labor für elektrische Messtechnik Versuch FACHBEREICH Strom-Spannung elektrotechnik feinwerktechnik informationstechnik Fassung vom 18.12.2009; Blatt 1 1. Grundlagen 1.1 Strommessung Die Messung des Stroms in einem Stromkreis (Verbraucher) geschieht durch das Einfügen eines Strommessers in den Stromkreis. Durch den Innenwiderstand RA des Strommessers wird dabei der resultierende Gesamt-Widerstand (RA + RL) des Stromkreises erhöht; siehe Bild 1. I= U RL Bild 1: Mit I' = (1) U R A + RL (2) Stromkreis ohne und mit Strom-Messgerät U = I ⋅ RL folgt I'= I ⋅ RL =I⋅ R A + RL 1 R 1+ A RL (3) Das Einfügen des Strommessers mit dem Innenwiderstand RA führt zu einer Verkleinerung des Stromes um den Faktor 1 R 1+ A RL (4) Aus der o.g. Formel erhält man den Strom I zu: ⎛ R ⎞ I = I ' ⋅ ⎜⎜1 + A ⎟⎟ RL ⎠ ⎝ (5) Der Strommesser in Bild 1 misst den Strom I richtig, jedoch kann sich in niederohmigen Stromkreisen die Stromstärke I bei konstanter Spannung U durch Einfügen eines Strommessers erheblich ändern, sofern nicht RA / RL << 1 ist. Die durch den Innenwiderstand RA des Strommessers verursachte relative Stromänderung ist: RA RA RL ΔI I ' − I = =− =− R I I R A + RL 1+ A RL (6) Bleibt die Stromänderung unberücksichtigt, liegt ein systematischer Fehler vor. Ist allerdings RA << RL, kann man den Fehler vernachlässigen. Labor für elektrische Messtechnik Versuch FACHBEREICH Strom-Spannung elektrotechnik feinwerktechnik informationstechnik Fassung vom 18.12.2009; Blatt 2 1.2 Spannungsmessung Die Messung der Spannung an einem Widerstand (Verbraucher) erfolgt durch das Parallelschalten eines Spannungsmessers zu diesem Widerstand, s. Bild 2. Bild 2: Spannungsmessung Beim unbelasteten Teiler ist: U R2 = R2 ⋅U R1 + R2 (7) Für den belasteten Teiler ergibt sich durch den Innenwiderstand RV des Spannungsmessers (parallel zum Widerstand R2) ein resultierender Widerstand R' = R2 ⋅ RV R2 + RV (8) Hierdurch wird das Teilerverhältnis verändert und der Spannungsabfall am Widerstand R2 wird kleiner als er vorher war. Es liegt ein systematischer Fehler vor, der sich korrigieren lässt: Für die auf die konstante Spannung U bezogene Spannung UV erhält man: R2 ⋅ RV R2 + RV UV R2 = = R2 ⋅ RV U ⎞ ⎛ + R1 R2 + R1 ⋅ ⎜1 + R2 ⎟ ⎜ (R2 + RV ) RV ⎟⎠ ⎝ (9) Nur für RV >> R2, d.h. R2/RV << 1, geht das Verhältnis UV / U über in die Beziehung UV R2 = U R2 + R1 (10) Die Spannungen verhalten sich entsprechend wie die Widerstände. Für Spannungsmessungen in hochohmigen Schaltkreisen müssen demnach Spannungsmesser mit hinreichend hohen Innenwiderständen verwendet werden, da anderenfalls die Spannung an dem zu messenden Widerstand bei Anschluss des Spannungsmessers stark verfälscht würde. Fehlerbetrachtungen lassen sich vorteilhaft mit Hilfe der Ersatzspannungsquelle durchführen. Digitale Spannungsmesser verfügen meist über einen hohen Eingangswiderstand (z.B. 10 MΩ), der bei einem niederohmigen Teiler das Messergebnis nicht verfälscht. Labor für elektrische Messtechnik Versuch FACHBEREICH Strom-Spannung elektrotechnik feinwerktechnik informationstechnik Fassung vom 18.12.2009; Blatt 3 1.3 Widerstandsmessung 1.3.1 Widerstandsmessung durch gleichzeitige Strom- und Spannungsmessung Nach dem Ohmschen Gesetz gilt R = U / I . Die Widerstandsbestimmung aus Spannung und Strom erfordert eine gleichzeitige Messung von Spannung und Strom. Dafür können die folgenden Schaltungen verwendet werden: Bild 3a: Stromrichtige Schaltung Bild 3b: Spannungsrichtige Schaltung Bei RX >> RA stromrichtige Schaltung wählen, bei RX << RV spannungsrichtige Schaltung wählen, ansonsten muss eine Korrektur mit Hilfe der nachfolgenden Gleichungen erfolgen: Für die stromrichtige Schaltung gilt Für die spannungsrichtige Schaltung gilt U X UV = − RA IX IX UV U RX = X = U IX IA − V RV RX = (11) (12) Fehlerbetrachtung zum schaltungsbedingten Fehler: a) zur stromrichtigen Schaltung: scheinbarer Widerstand RX ' = UV U X + U A = IX IX (13) tatsächlicher Widerstand RX = UX = RX ' − RA IX (14) absoluter Fehler FA = R X ' − R X = relativer Fehler fA = FA R = A RX RX Die Schaltung ist geeignet zur Messung großer Widerstände. b) zur spannungsrichtigen Schaltung UA = RA IX (15) (16) Labor für elektrische Messtechnik Versuch FACHBEREICH Strom-Spannung elektrotechnik feinwerktechnik informationstechnik Fassung vom 18.12.2009; Blatt 4 scheinbarer Widerstand RX ' = R ⋅ RX U X UV = = V IA IA RV + R X (17) tatsächlicher Widerstand RX = UV = IX (18) absoluter Fehler FV = R X ' − R X relativer Fehler fr = RX ' R ' 1− X RV FV R ' = − X oder f r = − RX RV (19) 1 R 1+ V RX (20) Die Schaltung ist geeignet zur Messung kleiner Widerstände. 1.3.2 Widerstandsmessung durch eine Vierleiterschaltung Kleine Widerstände lassen sich bevorzugt mit einer Konstantstromquelle und einem hochohmigen Voltmeter messen (spannungsrichtige Schaltung), weil dann die Kontaktübergangswiderstände in die Messung nicht eingehen. Wichtig ist dabei der korrekte Anschluss des Messobjektes, damit Widerstände von Zuleitungen und Anschlusskontakten, die oft in der Größenordnung 0,01 Ω bis ca. 1 Ω liegen, das Messergebnis nicht verfälschen. Geeignet ist ein Vierleiteranschluss nach Bild 4. Zur Vorbereitung: Erläutern Sie, an welchen Stellen Kontaktübergangswiderstände bestehen! Bild 4: Vierleitermessung Bei der Vierleitermessung wird der Konstantstrom über Stromleitungen und Stromkontakte an den zu messenden Widerstand Rx herangeführt. Die Kontaktübergangswiderstände im Strompfad haben keinen Einfluss, weil der Strom konstant und damit eingeprägt ist. Der Spannungsabfall wird über getrennte Spannungsleitungen und Kontakte (engl. sense) gemessen. Gegenüber dem Innenwiderstand des Voltmeters sind die Kontaktübergangswiderstände im Spannungspfad sehr klein und verursachen praktisch keinen Messfehler. Labor für elektrische Messtechnik Versuch Strom-Spannung FACHBEREICH elektrotechnik feinwerktechnik informationstechnik Fassung vom 18.12.2009; Blatt 5 Recht praktisch sind Kelvinklemmen. Sie sehen ähnlich aus wie Krokodilklemmen, enthalten aber zwei voneinander isolierte Anschlussleitungen und stellen mit einem Anklemmvorgang zwei Kontakte her, einen Strom- und einen Spannungskontakt. 1.4 Zweipole Ein "Zweipol" ist ein Schaltungsgebilde, das nur an zwei Polen oder Klemmen elektrisch zugänglich ist. Das elektrische Verhalten des Zweipols an seinen Klemmen wird eindeutig durch die Beziehung U = f ( I ) beschrieben. Ein elektrischer Zweipol kann aktives oder passives Verhalten zeigen. Ein Zweipol heißt passiv, wenn er nur Energie aufnehmen kann. Ohmsche Widerstände und Schaltungen, die nur aus ohmschen Widerständen bestehen, bilden passive Zweipole. Solche passiven Zweipole werden auch als Verbraucher bezeichnet. Ein aktiver Zweipol liegt dann vor, wenn der Zweipol auch Energie abgeben kann. Er enthält also mindestens eine Energiequelle. Ist die Spannungs- Strom- Charakteristik U = f( I ) des Zweipols in Form einer linearen Beziehung gegeben, so wird er ein linearer Zweipol genannt. Jeder lineare passive Zweipol lässt sich durch einen Widerstand R ersetzen. Jeder aktive lineare Zweipol kann als Spannungsquelle (Reihen-Ersatzschaltbild ESB oder Ersatzschaltbild 1. Art) oder Stromquelle (Parallel-ESB oder Ersatzschaltbild 2. Art) dargestellt werden. Bild 5a: Reihen-ESB, Spannungsquelle 1.5 Bild 5b: Parallel-ESB, Stromquelle Zusammenschaltung aktiver und passiver Zweipol, Arbeitspunkt. Das Zusammenwirken von aktivem und passivem Zweipol ist grafisch in einem gemeinsamen StromSpannungs-Diagramm darstellbar, in dem die beiden Kennlinien des aktiven Zweipols Ia = f (Ua) und des passiven Zweipols Ip = f (Up) eingezeichnet werden [der Index a steht für aktiv, der Index p für passiv]. Da an den Klemmen dieselbe Spannung herrscht Ua = Up = U und derselbe Strom fließt Ia = Ip = I ist der Schnittpunkt der Kennlinien der Arbeitspunkt, der sich beim Zusammenschalten einstellt. Bei linearen Zweipolen ist der Arbeitspunkt leicht zu berechnen. Die Kennlinie des aktiven linearen Zweipols ist mit dem Reihen-ESB durch die Gleichung U = U q − I ⋅ Ri gegeben. Für den linearen passiven Zweipol gilt R L = U = Uq ⋅ RL Ri + RL (21) Uq U (siehe Bild 6). Durch Gleichsetzen erhält man I = I Ri + RL und Labor für elektrische Messtechnik Versuch Strom-Spannung FACHBEREICH elektrotechnik feinwerktechnik informationstechnik Fassung vom 18.12.2009; Blatt 6 Bild 6: Zusammenschaltung von aktivem und passivem linearen Zweipol 1.6 Ein Solarzellenfeld als nichtlinearer, aktiver Zweipol Solarzellen können Licht in elektrische Energie umwandeln (Photovoltaischer Effekt; PV-Generator). Durch Dotierung (gezielte Verunreinigung) von Siliziumplättchen erhält man eine PV-Diode, die bei Lichteinfall eine Ladungstrennung, d.h. Spannung bewirkt (Oberseite -Pol; Unterseite +Pol). Da eine einzelne Siliziumzelle nur ca. 0,6V liefern kann, werden üblicherweise viele Zellen in einem Solarzellenfeld („Panel“) in Reihe geschaltet (im Praktikum sind es 36 poly-kristalline Siliziumflächen; auf der Oberseite kann man die Leiterbahnen gut verfolgen). Ein PV-Generator stellt einen nichtlinearen aktiven Zweipol dar. Durch Variation des Belastungswiderstandes RL kann man die Quellenkennlinie I (U) ermitteln. Bild 7 zeigt die Kennlinie einer typischen Solarzelle (bei konstanter Lichtstärke und Temperatur). In der I (U) - Darstellung entspricht die Steigung einer Ursprungsgeraden dem Kehrwert des Belastungswiderstandes ( I / U = 1/RL = GL) und die Rechteckfläche entspricht der abgegebenen Leistung P =I · U. Bei Kurzschluss (RV = 0, I = Ik, U = 0) und bei Leerlauf (RL Æ ∞, U = U0, I = 0) wird keine Leistung abgegeben. In Bild 8 ist die Leistung P = U · I als Funktion der Spannung U dargestellt. Die Maximalleistung (am „MaximumPower-Point“ – MPP) wird mit dem Lastwiderstand RL,mpp = Umpp / Impp erreicht. Mit allen anderen Lastwiderständen ist die tatsächlich abgegebene Leistung geringer (Fehlanpassung; Energie wird in der Solarzelle in Wärme umgewandelt). Die I (U)-Kennlinie hängt von der Lichtstärke und der Temperatur ab. Mit zunehmender Lichtstärke wächst im wesentlichen die Stromstärke an, während mit wachsender Temperatur vor allem die Leerlaufspannung abnimmt. Bild 9 zeigt ein Kennlinienfeld für verschiedene Lichtstärken. Fazit: Wenn man bei veränderlicher Lichtstärke (und Temperatur) die jeweils maximal mögliche Leistung eines PV-Generators nutzen will, muss man den Lastwiderstand des Verbrauchers anpassen (MPP-Regelung). Labor für elektrische Messtechnik Versuch FACHBEREICH Strom-Spannung elektrotechnik feinwerktechnik informationstechnik Fassung vom 18.12.2009; Blatt 7 Bild 7: I(U) – Kennlinie c Kurzschluss d kleiner Lastwiderstand e optimaler Lastwiderstand f großer Lastwiderstand g Leerlauf Bild 8: P (U) - Kennlinie Bild 9: Einfluss der Sonneneinstrahlung (Leistungsdichte in W/m2) auf die Zellenkennlinie. Eingetragen sind die Arbeitspunkte, die sich bei einem Lastwiderstand von R = 0.40 Ω in Abhängigkeit von der Einstrahlung einstellen. Labor für elektrische Messtechnik Versuch Strom-Spannung FACHBEREICH elektrotechnik feinwerktechnik informationstechnik Fassung vom 18.12.2009; Blatt 8 2. Versuchsvorbereitung 2.1 Fehler bei Widerstandsmessungen: Leiten Sie aus (17) die Gleichungen (18) und (20) her. 2.2 Ersatzzweipol: berechnen Sie die Ersatzgrößen (Uq, Iq und Ri) des aktiven linearen Zweipols von Schaltung Bild 14. 2.3 Widerstand: Wie lautet die Gleichung für den Widerstand eines Kupferdrahtes mit Querschnitt 4 mm als Funktion der Drahtlänge l und der Temperatur ϑ ? 2 3. Versuchsdurchführung und Auswertung 3.1 Strommessung Es soll der Einfluss des Innenwiderstandes RA eines Strommessers ermittelt werden. Die Messschaltung zeigt Bild 10. Mittels des Potentiometers RP wird U = 500 mV eingestellt und konstant gehalten. Abgelesen wird die Stromstärke I' für RL = 100 ; 50 ; 20 ; 15 ; 10 ; 8 ; 5 Ω. Bild 10: Messschaltung Strommessung Labor für elektrische Messtechnik Versuch FACHBEREICH Strom-Spannung elektrotechnik feinwerktechnik informationstechnik Fassung vom 18.12.2009; Blatt 9 Protokoll: Schiebewiderstand Rp = ..........Ω Spannungsmesser Typ:..................................... Strommesser: Metra Hit 1A ; Bereich 50 mA, RA = 25 Ω Einstellung Messung RL / Ω RA / RL 100 0,25 I' / mA Auswertung I / mA ΔI /I 50 20 15 10 8 5 5 Der Strom I nach Gl.(5) und die relative Stromänderung nach Gl.(6) sind zu berechnen. In den Diagrammen sind I, I', und ΔI/I = (I'-I) / I als Funktion von RA / RL aufzutragen. Labor für elektrische Messtechnik FACHBEREICH Strom-Spannung Versuch elektrotechnik feinwerktechnik informationstechnik Fassung vom 18.12.2009; Blatt 10 Strommessung 100 90 80 I' ; I / mA 70 60 50 40 30 20 10 0 0 1 2 3 4 5 RA/RL Abweichung ΔI/I 0 -0.1 -0.2 ΔI / I -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 -0.7 -0.8 -0.9 0 1 2 3 RA / RL 4 5 Labor für elektrische Messtechnik Versuch FACHBEREICH Strom-Spannung elektrotechnik feinwerktechnik informationstechnik Fassung vom 18.12.2009; Blatt 11 3.2 Spannungsmessung Es ist die Spannung an einem Spannungsteiler R1 + R2 = R = 100 kΩ zu messen. Die Messschaltung zeigt Bild 11. Bei zwei verschiedenen Konstantspannungen Uk= 0,5 V und Uk = 1,5V wird die am Teilwiderstand R1 abgegriffene Spannung UV mit einem Spannungsmesser in zwei Messbereichen gemessen. Spannungsmesser Typ: Metra Hit 1A a) Messbereich ......0,5....V; RV =.....................kΩ bei UK= 0.5V = konstant b) Messbereich ......1,5....V; RV = ................... kΩ bei UK = 1,5V = konstant Abgelesen wird die Teilspannung an R1, wobei R1 in Stufen von 10kΩ geändert wird. Bild 11: Messschaltung Spannungsmessung Uk / V Messber. Uv /V 0,5 0,5 Rv/ kΩ R1/R 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,0 1,5 1,5 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,0 Uv / V Uv / Uk Fehler *) Labor für elektrische Messtechnik FACHBEREICH Strom-Spannung Versuch elektrotechnik feinwerktechnik informationstechnik Fassung vom 18.12.2009; Blatt 12 Das Spannungsverhältnis UV/UK ist in Abhängigkeit von R1/R aufzutragen, Parameter ist RV/R, wobei auch die Kennlinie für Rv → ∞ einzutragen ist. Für die erste Kennlinie ist der rel. Fehler gegenüber der Kennlinie mit Rv → ∞ zu ermitteln und ebenfalls als Funktion von R1/R darzustellen. Spannungsmessung 1,2 1 Uv/Uk 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 R1/R Fehler 0 -0,1 -0,2 F -0,3 -0,4 -0,5 -0,6 -0,7 -0,8 0 0,5 1 R1 / R ⎛ UV R ⎞ ⎜⎜ − 1 ⎟⎟ R ⎠ angezeigter Wert − wahrer Wert ⎝ UK = *) relativer Fehler f = R1 wahrer Wert R (22) Labor für elektrische Messtechnik FACHBEREICH Strom-Spannung Versuch elektrotechnik feinwerktechnik informationstechnik Fassung vom 18.12.2009; Blatt 13 3.3 Widerstandsmessung 3.3.1 durch Strom- und Spannungsmessung Mit den beiden Schaltungen nach Bild 3 sind zwei verschieden große Widerstände aus Strom und Spannung zu bestimmen. Es sind also vier Widerstandswerte zu ermitteln. Die Versorgungsspannung an der Spannungsquelle ist dabei auf 10 V einzustellen. Zu verwenden ist das Messgerät "Metra Hit 1A" jeweils für die richtige Messgröße (Strom bei stromrichtig und Spannung bei spannungsrichtig). stromrichtige 100 Ω 10 kΩ spannungs- Messung: richtige Mess. Metra Hit 1A I / mA 100 Ω 10 kΩ I-Messber. /mA RA / Ω Metra Hit 1A Messber. /V I /mA RV / Ω U/V U/V scheinbarer. Widerst. R'/Ω R'/ Ω R/Ω korrigierter Widerst. R/Ω Prozentualer Fehler F% *) *) F% = 100 % ⋅ R '− R R (23) Bild 12: METRA HIT 1A Kenndaten des Herstellers zur Bestimmung der Innenwiderstände Labor für elektrische Messtechnik Versuch Strom-Spannung FACHBEREICH elektrotechnik feinwerktechnik informationstechnik Fassung vom 18.12.2009; Blatt 14 3.3.2 Messung kleiner Widerstände In dem Milliohmmeter "Metrahit17 oder 27" sind Konstantstromquelle und Voltmeter integriert. Messen Sie den 10 mΩ-Normwiderstand zunächst mit dem ungeeigneten Zweileiteranschluss nach Bild 13a und dann korrekt mit Vierleiteranschluss nach Bild 13b. Ergebnis: R(Zweileiter): .............................. Ω R(Vierleiter): ............................... Ω Führen Sie die gleichen Messungen an dem Konstantan-Widerstandsdraht Rx durch, der sich auf der Leiterplatine mit den Anschlüssen gemäß Bild 13c befindet. Ergebnis: R(Zweileiter): ............................... Ω R(Vierleiter): ............................... Ω Benützen Sie die Kelvinklemmen und messen Sie den Widerstand des Kupferdrahtes (Querschnitt: 4 mm2 , Länge ist angegeben) und vergleichen Sie den gemessenen Wert mit dem berechneten Wert (Siehe Vorbereitung Kap. 2.3). Ergebnis: R(gemessen): ............................... Ω R(berechnet): ............................... Ω 13 11 15 16 Konstantandraht 10K 100Ω ≈ 0,2Ω 12 14 17 18 c) Widerstand Rx Bilder 13 a, b, c, Zwei- und Vierleiteranschluss Labor für elektrische Messtechnik Versuch FACHBEREICH Strom-Spannung elektrotechnik feinwerktechnik informationstechnik Fassung vom 18.12.2009; Blatt 15 3.4 Aufnahme der Quellenkennlinie, Arbeitspunktbestimmung. Für den aktiven Zweipol nach Bild 14 sind für die Ersatzspannungsquelle im ESB a) die Leerlaufspannung Uo (mit Digitalmultimeter!) und b) der Kurzschlussstrom IK zu messen und daraus Ri zu bestimmen. Bild 14: linearer aktiver Zweipol Uo = ....................V; Ik = .........................mA ; Ri = ..........................kΩ c) Der aktive Zweipol nach Bild 14 ist mit einem veränderlichen Widerstand RV zu belasten. Es ist die Kennlinie U=f(I) aufzunehmen. Für die Versuchsauswertung ist RV so einzustellen, dass sich ungefähr folgende Verhältnisse für RV/Ri ergeben: 0.25; 0.5; 0.75; 1; 1.5; 2; 3; 5, 8;. Tragen Sie U/U0 , I / IK und P/Pmax in das vorbereitete Diagramm ein. Rv/Ri 0,25 0,5 0,75 1 1,5 2 3 5 8 Eingestellt Rv / kΩ U/V I/mA P/mW U/Uo I/Ik P/Pmax Labor für elektrische Messtechnik Versuch FACHBEREICH Strom-Spannung elektrotechnik feinwerktechnik informationstechnik Fassung vom 18.12.2009; Blatt 16 Aktiver u. passiver Zweipol U/Uo; I/Ik; P/Pmax 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 3.5 1 2 3 4 Rv/Ri 5 6 7 8 I/U-Kennlinie eines Ventilators Bestimmen Sie die I (U)-Kennlinie des Ventilators (Nennspannung = Umax = 12 V) U/V 2 3 4 5 6 8 I / mA 3.6 I/U-Kennlinie eines Solarzellenfeldes Die I(U)-Kennlinie des Solarpanels soll gemessen werden. (Nenndaten: U0 = 21V, Ik = 0.62A; MPP: Pmpp = 10W (eigentlich 9,7W!) bei Impp = 0,57A und Umpp = 17V). 10 12 Labor für elektrische Messtechnik Versuch Strom-Spannung FACHBEREICH elektrotechnik feinwerktechnik informationstechnik Fassung vom 18.12.2009; Blatt 17 Eingestellt R/Ω U/V 0 0 ∞ I/mA P/mW 0 0 0 Bei konstantem, schönem Wetter ist Tageslicht in Fensternähe zu verwenden. Als Last eignet sich eine Widerstandsdekade. Wenn das natürliche Licht nicht ausreicht oder nicht konstant ist: Beleuchtung mit 500W-Strahler. Achtung große Vorsicht ! Strahler wird heiß! Mindestabstand 70 cm ! Notieren Sie den Abstand zwischen Strahlervorderkante und Solarpanel. Schwierigkeit: Kennlinie ist temperaturabhängig! Bitte zügig messen und Strahler in Messpausen ausschalten. Sinnvoll ist zunächst die Messung von Kurzschlussstrom und Leerlaufspannung. Dann: Messpunkte in Diagramm eintragen Welchen Kennlinienverlauf erwarten Sie jetzt ungefähr? Dann Lastwiderstand (Widerstanddekade) anschließen. Wählen Sie für die I(U)-Kennlinie mindestens 10 geeignete Messpunkte im Bereich 20Ω bis 2000Ω. Tragen Sie parallel zur Messung die Werte in die I(U)- Kennlinie ein! Schließen Sie dann Solarpanel und Ventilator zusammen und messen Sie den Arbeitspunkt. U= ................ I=......................... Labor für elektrische Messtechnik FACHBEREICH Strom-Spannung Versuch elektrotechnik feinwerktechnik informationstechnik Fassung vom 18.12.2009; Blatt 18 Kennlinie Solarpanel u. Ventilator 150 Strom/mA 100 50 0 0 5 10 15 20 Spannung /V Leistung P(U) 1,2 1 P/W 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 5 10 U/ V 15 20 Labor für elektrische Messtechnik Versuch Strom-Spannung FACHBEREICH elektrotechnik feinwerktechnik informationstechnik Fassung vom 18.12.2009; Blatt 19 Stellen Sie die Kennlinie P(U) dar. Bestimmen Sie den Punkt maximaler Leistung (Umpp; Impp; Pmpp) unter den gegebnen Licht- und Temperaturbedingungen. Vergleichen Sie die gemessene maximale Leistung mit der Nennleistung. Erklärung ? Zeichnen Sie in die I(U)-Darstellung auch die Ventilator-Kennlinie und den gemessenen Arbeitspunkt ein. Wie viel Prozent der unter den gegebenen Lichtverhältnissen möglichen Leistung wurde tatsächlich abgegeben?
