Pracownia urządzeń mechatronicznych
Data:
Klasa:
Uczestnicy:

5.1 Badanie dwójników szeregowych RLC

5.1.1 Spis przyrządów:

-Autotransformator 1szt.

-Multimetr cyfrowy 1szt.

-Amperomierz IN=300mA 1szt.

-Woltomierz In= 0,5-1A 1szt.

-Dławik regulowany 1szt.

-Bateria kondensatorów 1uF 1szt

-Opornica dekadowa 10 1szt.

5.1.2 Schemat układu pomiarowego:

5.1.3 Tabela

LP	I	U	P	Ur	UL	Uc	S	Q	R	XL	Xc	Z	L	C	cosϕ	Uwagi
	[mA]	[V]	[W]	[V]	[V]	[V]	[V*A]	[VAR]	[]	[]	[]	[]	[H]	[uF]
1	41	20	0,25	4,6	34,3	13	0,82	0,78	112	836	317	487	1,01	10	0,30	UL>Uc
2	78	20	1	9	45,2	28,7	1,56	1,19	115	579	367	256	1,16	8,8	0,64
3	134	20	2	15,3	49,3	49,3	2,68	1,78	114	367	368	149	1,17	8,7	0,74	UL=Uc
4	71	20	0,5	8	7,4	25,5	1,42	1,32	112	104	359	281	1,14	8,5	0,35	UL<Uc
5	76	20	1	8,7	10	27,7	1,52	1,14	114	131	364	263	1,16	8,5	0,65

5.1.4 Przykładowe obliczenia i wzory:

S=U*I S=20*0,041=0,82[V*A]

Q=$\sqrt{S^{2} - P^{2}}$ Q=$\sqrt{{0,82}^{2} - {0,25}^{2}} = 0,78\left\lbrack \text{var} \right\rbrack$

R=Ur/I R=4,6/0,041=112[Ω]

X_l=U_l/I X_l=34,3/0,041=836[Ω]

X_c = U_c/I X_c=13/0,041=317[Ω]

Z=U/I Z=20/0,041=487[Ω] L=X_c/2πf L=317/314=1,01[H]

C=1/2πfX_c C=1/(314*317)=10[µF] cosϕ=P/S cosϕ=0,25/0,82=0,3

5.1.5 Wnioski

                               Gdy reaktancja indukcyjna jest większa od reaktancji pojemnościowej to obwód ma charakter indukcyjny. Wypadkowa XLC ma wtedy zwrot skierowany ku górze a napięcie zasilania wyprzedza w fazie napięcie na rezystorze oraz prąd źródłowy. 
                Gdy reaktancja indukcyjna jest mniejsza od reaktancji pojemnościowej to obwód ma charakter pojemnościowy. Wypadkowa XLC ma wtedy zwrot skierowany do dołu, a napięcie zasilania jest opóźnione w fazie względem napięcia na rezystorze oraz prądu źródłowego. 
                Gdy reaktancja indukcyjna jest równa reaktancji pojemnościowej to obwód zachowuje rezonans, czyli napięcie i prąd na zaciskach obwodu są zgodne w fazie. 
Z pomiarów wynika, że użyte elementy nie są idealne i wprowadzają dodatkową rezystancję. Niemniej jednak pozostałe założenia są prawdziwe. 
                Potwierdziliśmy, że do rezonansu można doprowadzić regulując parametry L bądź C posiadając stałą częstotliwość.

5.2 Badanie dwójnika równoległego RLC:

5.2.1 Spis przyrządów:

-Autotransformator 1szt.

-Multimetr cyfrowy 2 szt.

-Amperomierz IN=0,3A 4szt.

-Woltomierz IN=0,5-1A 1szt.

-Dławik regulowany 1szt.

-Bateria kondensatorów 1szt.

-Opornik dekadowy 1szt.

5.2.2 Schemat układu pomiarowego

LP	I	U	P	IR	IL	Ic	S	Q	G	BL	Bc	Y	L	C	Cos	Uwagi
	[mA]	[V]	[W]	[mA]	[mA]	[mA]	[V*A]	[VAR]	[S]	[S]	[S]	[S]	[H]	[uF]
1	275	30	8	245	50	110	8,25	2,01	0,0085	0,0017	0,0035	0,009	0,187	11,4	0,96	Ic>IL
2	270	30	8,25	255	80	110	8,3	0,9	0,0085	0,0027	0,0035	0,009	0,117	11,4	0,99
3	290	30	8,5	255	110	110	8,7	1,85	0,0085	0,037	0,0035	0,0096	0,008	11,4	0,97	IL=Ic
4	280	30	8,5	255	150	105	8,9	2,6	0,0085	0,005	0,0035	0,0093	0,063	11,4	0,95	Ic<IL
5	320	30	9	250	230	100	9,6	3,3	0,0083	0,0077	0,0033	0,0106	0,041	10,5	0,93

5.2.3 Tabela

5.2.4 Przykładowe obliczenia i wzory

S=U*I S=30*0,275= 8,25[V*A]

Q=$\sqrt{S^{2} - P^{2}}$ Q$= \sqrt{{8,25}^{2} - 8^{2}} = 2,01\lbrack var\rbrack$

Y=I/U Y=0,275/30=0,009[S]

G=I_R/U G=0,225/30=0,0085[S]

B_L=I_L/U B_L=0,05/30=0,0017[S]

B_c = I_c/U B_c=0,11/30=0,036[S]

L=1/2πfB_L L=1/(314*0,0017)=0,187[H]

C=B_c/2πf C=0,0036/314=0,0000114=11,4[µF]

cosϕ=P/S cosϕ=8/8,25=0,97

5.2.5 Wnioski

                Gdy susceptancja indukcyjna jest większa od pojemnościowej to obwód ma charakter indukcyjny. Wypadkowa BCL ma wtedy zwrot skierowany ku dołowi, a prąd zasilania jest opóźniony w fazie względem prądu w rezystorze.
                Gdy susceptancja  indukcyjna jest mniejsza od susceptancji pojemnościowej to obwód ma charakter pojemnościowy. Wypadkowa BCL ma wtedy zwrot skierowany ku górze, a prąd zasilania wyprzedza w fazie prąd w rezystorze.  

                Potwierdziliśmy, że do rezonansu można doprowadzić regulując parametry L bądź C posiadając stałą częstotliwość.