Ćwiczenie 6

POLITECHNIKA POZNAŃSKA

INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI PRZEMYSŁOWEJ

Zakład Podstaw Elektrotechniki

Laboratorium Elektrotechniki Teoretycznej

Ćwiczenie nr 6

Temat: Rezonans w obwodzie szeregowym

Data

Wykonania

ćwiczenia

Oddania

sprawozdania

Rok akademicki:

Wydział Elektryczny

Studia dzienne magisterskie

Nr grupy:

Wykonawcy:

1.
2.
3.
4.
5.
6.

Ocena:

Uwagi:




1. Wiadomości teoretyczne.

(pojęcie rezonansu, rezonans napięć, dobroć obwodu rezonansowego, pasmo
przepuszczania, przepięcia rezonansowe, charakterystyki częstotliwościowe, rezonans
fazowy i amplitudowy, przedstawić cel przeprowadzonego ćwiczenia).

2. Przebieg ćwiczenia

2.1. Wyznaczenie charakterystyki spadku napięcia na rezystancji (prądu) w funkcji częstotliwości

2.1.1. Schemat połączeń

R

V

C

V

C1

~220V

G

f

~

C

L

Dane:U=0.8 [V], R=1000 [

Ω], L=56 [mH], C=5060 [pF]

2.1.2. Przebieg pomiarów

Zestawić układ przedstawiony w punkcie 2.1.1. Poszukać taką częstotliwość generatora, aby wystąpił
maksymalny spadek napięcia na rezystancji. Następnie dokonać pomiarów napięcia na rezystancji przy
częstotliwościach niższych i wyższych, utrzymując stałą wartość napięcia generatora. Wyniki pomiarów
zamieścić w tabeli 2.1.3.

2.1.3. Tabela wyników pomiarów

f U

R

Lp

[kHz] [V]

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Wykreślić charakterystykę zależności wartości skutecznej napięcia na rezystancji w
funkcji częstotliwości

U

R

=f(f).

2.1.4. Zestawienie wyników obliczeń.

Wykonać odpowiednie obliczenia, zestawić je w poniższej tabeli i sporządzić

charakterystykę:

)

(

0

0

ω

ω

f

I

I =

Lp

ω/ω

0

I/I

0

1

2

19

20

2.2. Wyznaczenie charakterystyki napięcia na cewce w funkcji częstotliwości

2.2.1. Schemat połączeń

V

C

V

C1

~220V

G

f

~

C

L

R

Dane: U=0.8 [V], R=1000 [

Ω], L=56 [mH], C=5060 [pF]

2.2.2. Przebieg pomiarów

Zestawić układ przedstawiony w punkcie 2.2.1. Poszukać taką częstotliwość generatora, aby wystąpił
maksymalny spadek napięcia na cewce. Następnie dokonać pomiarów napięcia na cewce przy
częstotliwościach niższych i wyższych, utrzymując stałą wartość napięcia generatora. Wyniki pomiarów
zamieścić w tabeli 2.2.3.

2.2.3. Tabela wyników pomiarów

f U

L

Lp

[kHz] [V]

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Wykreślić charakterystykę zależności wartości skutecznej napięcia na cewce w funkcji
częstotliwości U

L

=f(f).

2.2.4. Zestawienie wyników obliczeń.

Wykonać odpowiednie obliczenia i zestawić je w poniższej tabeli, a potem

sporządzić charakterystykę

)

(

0

0

ω

ω

f

U

U

L

=

Lp

ω/ ω

0

U

L

/U

0

1

2

..

..

19

20

2.3. Wyznaczenie charakterystyki napięcia na kondensatorze w funkcji częstotliwości

2.3.1. Schemat połączeń

V

C

V

C1

~220V

G

f

~

C

L

R

Dane: U=0.8 [V], R=1000 [

Ω], L=56 [mH], C=5060 [pF]

2.3.2. Przebieg pomiarów

Zestawić układ przedstawiony w punkcie 2.3.1. Poszukać taką częstotliwość generatora, aby wystąpił
maksymalny spadek napięcia na kondensatorze. Następnie dokonać pomiarów napięcia na kondensatorze
przy częstotliwościach niższych i wyższych, utrzymując stałą wartość napięcia generatora. Wyniki
pomiarów zamieścić w tabeli 2.3.3.

2.3.3. Tabela wyników pomiarów

f U

C

Lp

[kHz] [V]

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Wykreślić charakterystykę zależności wartości skutecznej napięcia na kondensatorze w
funkcji częstotliwości U

C

=f(f).

2.3.4. Zestawienie wyników obliczeń.

Wykonać odpowiednie obliczenia i zestawić je w poniższej tabeli, a następnie

sporządzić charakterystykę

)

(

0

0

ω

ω

f

U

U

C

=

Lp

ω/ω

0

U

C

/U

0

1

2

..

..

19

20

3. Obliczenia

3.1. Z danych parametrów wyznaczyć:

a) pulsację rezonansową

b) częstotliwość rezonansową

c) dobroć obwodu przy pulsacji rezonansowej

d) dobroć cewki i kondensatora przy pulsacji rezonansowej

3.2. Narysować charakterystyki U

R

, U

L

, U

C

w funkcji częstotliwości dla układu

szeregowego (na jednym wykresie).

3.3. Z charakterystyki przebiegu napięcia na rezystancji U

R

=f(f) wyznaczyć dobroć

obwodu rezonansowego Q

0.

3.4. Z charakterystyk przebiegu napięć na cewce i kondensatorze (U

L

,U

C

=f(f))

wyznaczyć dobroć obwodu rezonansowego.

3.5. Wykreślić charakterystyki: R, X

L

, X

C

, Z, X

L

-X

C

=

)

f

f

(

f

0

4. Parametry i dane zmianowe zastosowanych urządzeń i mierników.

5. Uwagi końcowe i wnioski

Porównać wyniki pomiarów i obliczeń.

6. Literatura

1. Atabiekow G., Teoria liniowych obwodów elektrycznych, WNT, Warszawa 1964.
2. Bolkowski S., Elektrotechnika teoretyczna, Wyd. 6, WNT, Warszawa 2001.
3. Cholewicki T., Elektrotechnika teoretyczna t. 1 WNT, Warszawa 1973.
4. Krakowski M., Elektrotechnika teoretyczna t. 1, PWN, Warszawa 1995.
5. Kurdziel R., Podstawy elektrotechniki, WNT, Warszawa 1972.
6. Skrypt Laboratorium Elektrotechniki teoretycznej, Wydawnictwo Politechniki

Poznańskiej, Poznań 1998 wydanie VII.