MERJENJE IZKORISTKA ENOSMERNEGA GENERATORJA

Če proces izvajamo v obratni smeri tako, da mi poganjmo enosmerni motor, ga izrabljamo kot generator električne energije in poganjamo tkok skozi nek porabnik. Izkoristek generatorja nam pove, kolikšen del mehanskega dela smo pretvorili v električno delo, ki se bo trošila na uporu (na nekem porabniku). Slika [@fig:izk_gen] prikazuje vezavno shemo, ki jo potrebujemo za ta poskus.

Simbolična shema vezave preskusa. {#fig:izk_gen}

Generator pretvori mehansko delo v električno tako, da inducira napetost. Ta pa poganja tok skozi upor. Na ta način se električno delo na uporu troši v obliki toplote, zato se upor tudi malenkostno segreje. Električno delo lahko izračunamo enostavno preko napetosti:

$A{el}=\frac{U^2}{R}t${#eq:elektricno-delo}

kjer je U - napetost, R - upornost upora in t - čas, ko je utež opravljala delo. Mehansko delo na generatorju bo opravljala utež in poganjala generator. Mehansko delo tako lahko izračunam:

$A_{meh}=mgh$ {#eq:mehansko-delo}

kjer je m - masa telesa, g - gravitacijski pospešek in h višinska razlika. Pri meritvah bodite pozorni, da odčitujete vrednosti takrat, ko se utež giblje enakomerno. Kajti v začetku utež pospešuje, zato pričnite z odčitevanjem, ko je utež že prepotovala kakih 10 cm.

Tako izkoristek ni težko izračunati, saj je to razmerje med vloženim delom in delom, ki se je potrošil na uporu:

$\eta=\frac{A_{el}}{A_{meh}}$ {#eq:izkoristek-generatorja}

\newpage

Naloga: Merjenje izkoristka enosmernega generatorja

Izmerite izkoristek enosmernega generatorja. Pri različnih bremenskih upornostih (2$\Omega$, 5$\Omega$, 10$\Omega$, 22$\Omega$, 50$\Omega$ in 100$\Omega$) in pri različne navorih generatorja.

R=2$\Omega$	$U[V]$	$t[s]$	$A_{el}[J]$	$m[kg]$	$h[m]$	$A_{meh}[J]$	$\eta[\%]$
1
2
3
4
5
6	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}

R=5$\Omega$	$U[V]$	$t[s]$	$A_{el}[J]$	$m[kg]$	$h[m]$	$A_{meh}[J]$	$\eta[\%]$
1
2
3
4
5
6	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}

| R=10$\Omega$ | $U[V]$ | $t[s]$ | $A_{el}[J]$ | $m[kg]$ | $h[m]$ | $A_{meh}[J]$ | $\eta[\%]$ | |—————-|———————|———————|———————|———————|———————|———————|———————| | 1 | | | | | | | | | 2 | | | | | | | | | 3 | | | | | | | | | 4 | | | | | | | | | 5 | | | | | | | | | 6 | \phantom{123456789} | \phantom{123456789} | \phantom{123456789} | \phantom{123456789} | \phantom{123456789} | \phantom{123456789} | \phantom{123456789} | \newpage | R=22$\Omega$ | $U[V]$ | $t[s]$ | $A_{el}[J]$ | $m[kg]$ | $h[m]$ | $A_{meh}[J]$ | $\eta[\%]$ | |—————-|———————|———————|———————|———————|———————|———————|———————| | 1 | | | | | | | | | 2 | | | | | | | | | 3 | | | | | | | | | 4 | | | | | | | | | 5 | | | | | | | | | 6 | \phantom{123456789} | \phantom{123456789} | \phantom{123456789} | \phantom{123456789} | \phantom{123456789} | \phantom{123456789} | \phantom{123456789} |

R=50$\Omega$	$U[V]$	$t[s]$	$A_{el}[J]$	$m[kg]$	$h[m]$	$A_{meh}[J]$	$\eta[\%]$
1
2
3
4
5
6	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}

R=100$\Omega$	$U[V]$	$t[s]$	$A_{el}[J]$	$m[kg]$	$h[m]$	$A_{meh}[J]$	$\eta[\%]$
1
2
3
4
5
6	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}

\newpage

V isti graf $\eta$(M) narišite 6 krivulj za vsako bremensko upornost svojo krivuljo.

$Graf izkoristka generatorja v odvisnosti od bremenske upornosti\label{izkoristek-generatorja-upornost}$ _

R=2\(\Omega\)	\(U[V]\)	\(t[s]\)	\(A_{el}[J]\)	\(m[kg]\)	\(h[m]\)	\(A_{meh}[J]\)	\(\eta[\%]\)
1
2
3
4
5
6	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}

R=5\(\Omega\)	\(U[V]\)	\(t[s]\)	\(A_{el}[J]\)	\(m[kg]\)	\(h[m]\)	\(A_{meh}[J]\)	\(\eta[\%]\)
1
2
3
4
5
6	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}

R=50\(\Omega\)	\(U[V]\)	\(t[s]\)	\(A_{el}[J]\)	\(m[kg]\)	\(h[m]\)	\(A_{meh}[J]\)	\(\eta[\%]\)
1
2
3
4
5
6	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}

R=100\(\Omega\)	\(U[V]\)	\(t[s]\)	\(A_{el}[J]\)	\(m[kg]\)	\(h[m]\)	\(A_{meh}[J]\)	\(\eta[\%]\)
1
2
3
4
5
6	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}	\phantom{123456789}