Labor Elektrotechnik: Versuchsauswertung der Laborversuche E-Book

Andreas Buchta

• Herausgeber: GRIN Verlag
• Sprache: Deutsch

Veröffentlichungsjahr: 2015

Beschreibung

Projektarbeit aus dem Jahr 2015 im Fachbereich Elektrotechnik, Note: bestanden ohne Nacharbeit, Hamburger Fern-Hochschule, Veranstaltung: Laborprüfung HFH-München, Sprache: Deutsch, Abstract: Diese Ausarbeitung umfasst die Aufbereitung und Auswertung der praktischen Aufgaben, die im Zuge der Labor-Prüfung durchgeführt wurden. Die Ergebnisse, die während der praktischen Prüfung gesammelt werden konnten, wurden für die Auswertung gesammelt und für die Studienleistung abgabefertig aufbereitet. Die Ausarbeitung stützt sich auf die Studienunterlagen der HFH, sowie auf die Mitschriften und Fotos die während der Versuche angefertigt wurden.

Leseprobe

Impressum:

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Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

1. Messungen mit dem Oszilloskop im Grundstromkreis

1.1 Messungen mit dem Tastkopf

1.2 Darstellung sinusförmiger Signale

1.3 Messung verschiedener Spannungen einer Gleichrichterschaltung

2. Kennlinie einer Diode und eines Transistors

2.1 Aufnahme der Strom-Spannungskennlinie einer Diode

2.2 Aufnahme der Ausgangskennlinien eines NPN-Transistors

3. Grundschaltungen des Operationsverstärkers (OPV)

3.1 Übertragungskennlinie eines OPV in nicht invertierender Schaltung

3.2 Übertragungskennlinie eines OPV in invertierener Schaltung

3.3 Frequenzgang und Grenzfrequenz eines OPV in invertierender Schaltung

Anlagen

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Messergebnisse einer Gleichrichterschaltung

Tabelle 2: Ermittelte Werte bei einem Diodenstrom von i=10mA

Tabelle 3: Berechnung der Stromverstärkung B (mit R2=99,7Ω)

Tabelle 4: Wertebereiche für die Stromverstärkung B und den differenziellen Widerstand

Tabelle 5: Messung der Verstärkung in Abhängigkeit der Spannung UE

Tabelle 6: Differenzverstärkungsmaß

1. Messungen mit dem Oszilloskop im Grundstromkreis

1.1 Messungen mit dem Tastkopf

Messergebnisse können durch Eingangsimpendanzen verfälscht werden. Genau so können Messungen über längere Koaxialleitungen, durch deren Kapazität verfälscht werden. Ebenso können größere Spannungsamplituden gemessen werden, als das Oszilloskop noch darstellen kann. Um solchen Fehlern vorzubeugen ist ein  Frequenzkompensierter Spannungsteiler - ein Tastkopf – erforderlich.

Abbildung 1:  Prinzipschaltung eines Tastkopfes (Quelle: Studienbrief 9 Elektrotechnik / Elektronik)

Um ein für alle Frequenzen gleiches Teilungsverhältnis zu erhalten muss gelten:

Um dieses Verhältnis zu realisieren muss Kondensator C1 mit veränderbaren Kapazitäten ausgeführt sein. Der Tastkopf wird vor der eigentlichen Messung  anhand eines bekannten Eingangssignals, dass alle Frequenzen enthält abgeglichen, dem Rechtecksprung. Wenn das Oszilloskop einen Rechtecksprung mit ausreichender Flankensteilheit darstellt, ist der Tastkopf richtig kompensiert.

Abweichungen davon ergeben einen unter- oder überkompensierten Tastkopf (Abbildung 2). Der Abgleich kann nur bis zur maximalen Grenzfrequenz erfolgen.

Abbildung 2: Kompensationen (Quelle: Studienbrief 9 Elektrotechnik / Elektronik)

1.2 Darstellung sinusförmiger Signale

Bei Folgenden Einstellungen des Oszilloskops: 50Hz; 5ms/div; 5V/div, ergibt sich die unten dargestellte sinusförmige Spannung (Abb. 3). Die Zeitablenkung wurde so gewählt, dass eine Periode der zu messenden Spannung dargestellt wird.

Abbildung 3: Sinuskurve bei  50Hz; 5ms/div; 5V/div (Quelle: Der Verfasser)

Aus Abbildung 3 lassen sich mit den oben genannten Einstellungen des Oszilloskops die Periodendauer von 20ms und ein Scheitelwert der Spannung von 10V ablesen.

Bei einer Veränderung der Triggerspannung (UTr) ist am Oszilloskop eine Verschiebung des Startpunktes der Messung der Sinuskurve zu erkennen (Abb. 4).

Abbildung 4: Veränderter Startbereich nach veränderter Triggerspannung  (Quelle: Der Verfasser)

Wenn die Triggerspannung größer gewählt wird als die maximale Amplitudenspannung erlischt die Messwertanzeige, wie in Abb. 5 zu sehen ist. Der sichtbare Bereich des Oszilloskops wird verlassen. Der Startbereich der Messung der Sinuskurve liegt im vorliegenden Fall dann über 10V und ist nicht mehr im Anzeigebereich.

Abbildung 5: Erloschener Anzeigebreich bei Triggerspannung >10V  (Quelle: Der Verfasser)

Durch die „SLOPE“-Funktion des Oszilloskops kann zwischen der Darstellung der Sinuskurve bei aufsteigender bzw. fallender Kurve umgestellt werden.

1.3 Messung verschiedener Spannungen einer Gleichrichterschaltung

Für die Ermittlung der Ströme und Spannungen der Gleichrichterschaltung, wurde ein Versuch nach Folgender schematischer Schaltung aufgebaut.