Politechnika Lubelska	Laboratorium elektrotechniki
		Ćwiczenie nr.
Czuryłowski Krzysztof Gajda Wojciech Kędzierski Marcin		Semestr II	Grupa ED­i2.1 Gr.3	1997/98
Temat: Rezonans w obwodach elektrycznych			98.05.22

Temat: Rezonans w obwodach elektrycznych.

Cel ćwiczenia: celem naszego ćwiczenia jest wykreślenie zależności U_C =F₁(f), U_RL=F₂(f), I=F₃(f) oraz Z=F₄(f), X_l=F₅(f), X_c=F₆(f) (dla pierwszego układu) połączeń oraz na podstawie wykresów Z=F(f) i I=F(f) określić tłumienie dla badanych obwodów rezonansowych (dla drugiego układu).

Spis przyrządów:

1. Generator częstotliwości PO-27 E1664.1/4324

2. Amperomierz WSInż EP-43-3-716

3. Woltomierz V561A 41870

Układ do pomiaru charakterystyk częstotliwościowych szeregowego obwodu R,L,C.

R L C

A

V­_L V_C

G U_Z U_Z

Tabela wyników:

C=10μF L=1.17H
Lp.	UZ	f	I	URL	UC	Z	XC	XL	R
		V	Hz	mA	V	V	Ω	Ω	Ω	Ω
1.	5	20	4.8	1.1	5.5	915.8	1145	229.2	0
2.			25	6.0	1.8	6.0	700.0	1000		300.0
3.			30	10.0	2.8	6.8	400.0	680.0		280.0
4.			40	18.0	6.9	9.6	149.7	533.3		383.3
5.			45	23.0	9.7	10.9	52.2	473.9		421.7
6.			50	25.0	11.46	10.5	36.0	420.0		456.0
7.			55	22.0	11.0	8.5	113.6	386.4		500.0
8.			65	15.0	8.7	4.8	260.0	320.0		580.0
9.			70	13.0	8.0	3.8	323.1	292.3		615.4
10.			75	11.0	7.3	3.0	390.9	272.7		663.6
11.			80	10.0	6.9	2.5	440.0	250.0		690.0
12			85	9.0	6.5	2.14	484.2	237.8		722.0
13.			90	8.0	6.28	1.8	560.0	225.0		785.0
14.			100	5.0	5.9	1.4	900.0	280.0		1180
15.			150	1.9	4.9	0.5	2314	263.2		2578
1.		5	20	4.0	1.5	4.6	791.3	1150		375.0	160
2.			25	5.5	2.0	4.9	551.0	890.9		363.6
3.			30	8.0	3.2	5.7	351.1	712.5		400.0
4.			40	11.5	5.3	6.0	171.2	521.7		460.9
5.			45	12.5	6.1	5.8	161.8	464.0		488.0
6.			50	12.5	6.7	5.2	200.0	416.0		536.0
7.			55	12.0	6.9	4.6	249.7	383.3		575.0
8.			60	11.5	6.93	4.0	300.9	347.8		602.6
9			65	11.0	6.68	3.3	346.4	300.0		607.3
10.			70	10.0	6.6	2.9	403.1	290.0		660.0
11.			75	9.0	6.4	2.4	472.3	266.6		711.1
12.			80	8.0	6.2	2.1	536.9	262.5		775.0
13.			85	7.0	6.0	1.9	607.2	271.4		857.1
14.			90	5.9	5.0	1.4	630.8	237.3		847.5
15			150	3.1	4.7	0.5	1394	161.3		1516

Przykładowe obliczenia:.

Wykresy:

Układ do wyznaczania charakterystyk częstotliwościowych:

A

R

G V_L C

L

Tabela wyników:

C=10μF RL=54Ω
Lp.	Uz	f	I	Z
		V	Hz	mA	Ω
1.	5	20	16	767
2.			25	13	638.9
3.			30	10	533.3
4.			35	5.9	457.9
5.			40	4.0	401.5
6.			45	2.9	357.8
7.			50	2.1	322.8
8.			55	3.0	294.4
9.			60	4.2	270.7
10.			65	5.9	250.7
11.			70	8.0	233.7
12.			75	10	218.9
13.			80	11	206.1
14.			90	14	184.9
15.			100	16.2	168.1
16.			150	27	119.1
17.			200	35	96.2

Przykładowe obliczenia:

Wykresy:

Wykres zależności I=F(f)

Wykres zależności Z=F(f)

Wnioski:

Można zauważyć, że w obwodzie szeregowym wartość prądu przyjmuje wartość maksymalną dla częstotliwości równej 50Hz. W granicach częstotliwości od 0-45Hz i od 55-150Hz wartości prądu są mniejsze. Natomiast w obwodzie równoległym to samo zjawisko występuje przy częstotliwościach 20Hz i 100Hz

Wnioski :

1. W obwodzie szeregowym R,L,C rezonans fazowy i amplitudowy występują

przy tej samej częstotliwości rezonansowej . Częstotliwości rezonansowe

otrzymane z pomiarów ( charakterystyk ) i z obliczeń teoretycznych są sobie

równe i wynoszą ok. 35 Hz.

2. Przy częstotliwości rezonansowej reaktancja obwodu wynosi 0 (reaktancje

pojemnościowa jest równa reaktancji indukcyjnej ), tak więc impedancja obwodu

ma charakter czysto rezystancyjny. W wyniku tego całe napięcie odkłada się

na rezystancji a prąd płynący w obwodzie jest zgodny w fazie z napięciem i

osiąga wartość max. zależną od rezystancji.

3. Zmniejszenie rezystancji powoduje zmniejszenie impedancji obwodu , co

pociąga za sobą wzrost prądu i zwiększenie max. wartości napięć na cewce i

pojemności.

4. Zmniejszenie rezystancji powoduje również wzrost dobroci obwodu, która

określa stosunek napięcia na elemencie reaktancyjnym do napięcia na

elemencie rezystancyjnym .

5. Wartość rezystancji ma także wpływ na szerokość pasma przepuszczania ,

jej wzrost powoduje zwężenie tego pasma.

1. W obwodzie równolęgłym R,L,C zjawiska rezonansu dotyczą dwie częstotl.

częstotliwość rezonansu fazowego i amplitudowego. częstotliwości te w

przeciwieństwie do rezonansu w obwodzi szeregowym nie muszą być sobie

równe . Częstotliwości rezonansu amplitudowego otrzymane z charakterystyk

oraz częstotliwości rezonansu fazowego otrzymane na podstawie teoretycznych

obliczeń mają zbliżone wartości wynoszą odpowiednio dla pojemn. C1 ok. 32Hz

dla C2 ok. 45 Hz.

2. Przy częstotliwości rezonansu amplitudowego impedancja osiąga max.

wartość , w wyniku czego prąd głowny osiąga wartość minimalną.

3. Wzrost pojemności powoduje zmniejszenie częstotliwości przy , której

zachodzi zjawisko rezonansu.

4. Wzrost pojemności powoduje również zmniejszenie impedancji falowej obw.

co pociąga za sobą wzrost dobroci obwodu.

Wnioski :

1. W obwodzie szeregowym R,L,C rezonans fazowy i amplitudowy występują

przy tej samej częstotliwości rezonansowej . Częstotliwości rezonansowe

otrzymane z pomiarów ( charakterystyk ) i z obliczeń teoretycznych są sobie

równe i wynoszą ok. 35 Hz.

2. Przy częstotliwości rezonansowej reaktancja obwodu wynosi 0 (reaktancje

pojemnościowa jest równa reaktancji indukcyjnej ), tak więc impedancja obwodu

ma charakter czysto rezystancyjny. W wyniku tego całe napięcie odkłada się

na rezystancji a prąd płynący w obwodzie jest zgodny w fazie z napięciem i

osiąga wartość max. zależną od rezystancji.

3. Zmniejszenie rezystancji powoduje zmniejszenie impedancji obwodu , co

pociąga za sobą wzrost prądu i zwiększenie max. wartości napięć na cewce i

pojemności.

4. Zmniejszenie rezystancji powoduje również wzrost dobroci obwodu, która

określa stosunek napięcia na elemencie reaktancyjnym do napięcia na

elemencie rezystancyjnym .

5. Wartość rezystancji ma także wpływ na szerokość pasma przepuszczania ,

jej wzrost powoduje zwężenie tego pasma.

1. W obwodzie równolęgłym R,L,C zjawiska rezonansu dotyczą dwie częstotl.

częstotliwość rezonansu fazowego i amplitudowego. częstotliwości te w

przeciwieństwie do rezonansu w obwodzi szeregowym nie muszą być sobie

równe . Częstotliwości rezonansu amplitudowego otrzymane z charakterystyk

oraz częstotliwości rezonansu fazowego otrzymane na podstawie teoretycznych

obliczeń mają zbliżone wartości wynoszą odpowiednio dla pojemn. C1 ok. 32Hz

dla C2 ok. 45 Hz.

2. Przy częstotliwości rezonansu amplitudowego impedancja osiąga max.

wartość , w wyniku czego prąd głowny osiąga wartość minimalną.

3. Wzrost pojemności powoduje zmniejszenie częstotliwości przy , której

zachodzi zjawisko rezonansu.

4. Wzrost pojemności powoduje również zmniejszenie impedancji falowej obw.

co pociąga za sobą wzrost dobroci obwodu.

.

---