pchrezonans nasze, Energetyka I stopień PŚk, sem1 Elektrotechnika, Laboratorium elektrotechnika, rezonans


Politechnika Świętokrzyska w Kielcach

Laboratorium elektrotechniki

Ćwiczenie

Nr.

Temat:

Badanie rezonansu napięć i prądów.

Zespół Nr 2

1.Cholewiński Paweł

2.Czyż Piotr

3.Kołodziejski Jacek

Data wykonania ćwiczenia:

25.10.2005r.

Ocena:

Wydział:

WEAiI gr.204B

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie częstotliwości rezonansowej, charakterystyk częstotliwościowych i wykresów wektorowych prądów i napięć w trakcie trwania rezonansu oraz dla częstotliwości różniących się od częstotliwości rezonansowej.

2. Wykaz przyrządów.

- generator z regulowaną częstotliwością

- amperomierze - sztuk 4

- woltomierze - sztuk 4

- płytka z kondensatorem C = 9,3 μF, cewką o indukcyjności L = 330 mH i rezystancją R = 114,6 Ω

- przewody łączeniowe.

3. Schemat pomiarowy:

0x08 graphic
Schemat pomiarowy do badania rezonansu napięć:

Schemat pomiarowy do badania rezonansu prądów:

0x08 graphic

4. Tabele pomiarowe.

Rezonans napięć:

U = 0,5 V R = 114,6 Ω L = 330 mH C = 9,3μF

POMIARY

OBLICZENIA

Lp.

f [Hz]

I[mA]

URL [mV]

UC [mV]

UR [mV]

UL [mV]

|Z| [Ω]

ϕ

1

20

0,62

82

530

71,05

25,71

822,23

-81,99

2

30

1,03

141

562

118,04

64,07

521,01

-77,29

3

40

1,49

222

607

170,75

123,58

363,44

-71,62

4

50

2,15

376

684

246,39

222,9

264,69

-64,34

5

60

2,98

580

784

341,51

370,73

197,47

-54,52

6

65

3,42

678

830

391,93

460,93

172,19

-48,27

7

70

3,81

780

852

436,63

552,99

151,66

-40,92

8

72

3,94

843

855

451,52

588,2

144,73

-37,65

9

74

4,03

880

850

461,84

618,34

138,53

-34,18

10

76

4,09

912

840

468,71

644,51

133,05

-30,54

11

78

4,11

936

822

471,01

664,71

128,29

-26,71

12

80

4,11

976

802

471,01

681,75

124,26

-22,74

13

82

4,09

967

779

468,71

695,39

120,95

-18,65

14

84

4,05

971

753

464,13

705,39

118,35

-14,46

15

86

3,99

973

728

457,25

711,48

116,45

-10,22

16

88

3,92

972

697

449,23

715,26

115,23

-5,98

17

90

3,82

965

665

437,77

712,85

114,65

-1,77

18

100

3,37

913

532

386,2

698,75

120,18

17,53

19

120

2,57

777

343

294,52

639,45

156,24

42,82

20

150

1,78

674

186

203,99

553,61

227,85

59,8

U = 0,5 V R = 114,6 Ω L = 0,33 H C = 9,3μF

f

ϕ

I

IL

IC

|Z|

Lp.

Hz

°

mA

mA

mA

Ω

1

20

-12,09

3,68

3,6

0,5

106,68

2

30

-14,95

3,19

3,3

0,8

106,13

3

40

-15,95

2,68

3,1

1,1

106,31

4

50

-11,61

2,17

2,7

1,4

106,46

5

60

-1,31

1,81

2,5

1,8

106,18

6

70

15,31

1,51

2,2

2,1

105,29

7

72

18,76

1,48

2,2

2,2

105,03

8

74

18,38

1,46

2,2

2,2

104,76

9

76

25,97

1,45

2,1

2,3

104,46

10

78

30,02

1,45

2

2,3

104,14

11

80

33,57

1,45

2

2,4

103,79

12

84

41,15

1,49

1,9

2,5

103,04

13

88

44,44

1,53

1,9

2,6

102,21

14

90

51,07

1,57

1,8

2,7

101,78

15

100

61,46

1,8

1,7

3

99,36

16

120

75,88

2,4

1,4

3,6

93,78

17

150

83,74

3,51

1,1

4,5

84,88

5. Przykładowe obliczenia.

REZONANS NAPIĘĆ

Napięcie na rezystancji cewki:

0x01 graphic

0x01 graphic

Napięcie na indukcyjności:

0x01 graphic

Dla f =20 Hz i I= 0,62 mA:

ω = 2⋅π⋅f = 125,66 rad/s

XL = ω⋅L = 41,47 Ω

0x01 graphic

Moduł impedancji:

Dla f =20 Hz i I= 0,62 mA:

ω = 2⋅π⋅f = 125,66 rad/s

XL = ω⋅L = 41,47 Ω

XC = 1/ωC = 855,7 Ω

R = 114,6 Ω

0x01 graphic

0x01 graphic

Kąt ϕ:

0x01 graphic

Dla f =20 Hz

ω = 2⋅π⋅f = 125,66 rad/s

XL = ω⋅L = 41,47 Ω

XC = 1/ωC = 855,7 Ω

R = 114,6 Ω

0x01 graphic

Częstotliwość rezonansowa obliczona:

0x01 graphic

Różnica częstotliwości policzonej i zmierzonej:

0x01 graphic

REZONANS PRĄDÓW

Moduł impedancji:

Dla f =20 Hz

ω = 2⋅π⋅f = 125,66 rad/s

XL = ω⋅L = 41,47 Ω

XC = 1/ωC = 855,7 Ω

R = 114,6 Ω

0x01 graphic

Kąt ϕ:

Przy założeniu, że rezystancja znajduje w gałęzi z cewką wykonujemy następujące obliczeia:

0x01 graphic

0x01 graphic

gdzie IL1 - składowa urojona prądu IL dla danej chwili

0x01 graphic

IL2 - składowa rzeczywista prądu IL dla danej chwili

0x01 graphic

IP - składowa urojona wypadkowa układu dla danej chwili

0x01 graphic

0x08 graphic

Obliczanie częstotliwości rezonansowej

0x01 graphic

Różnica częstotliwości policzonej i zmierzonej:

0x01 graphic

6. Krzywe rezonansowe I,UL, UC, Z w funkcji częstotliwości.

Dla rezonansu napięć:

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic

Dla rezonansu prądów:

0x08 graphic

0x08 graphic

7. Wykresy wektorowe.

Dla rezonansu szeregowego:

UC=UCMAX

0x08 graphic

UC=UL

0x08 graphic

UL=ULMAX

0x08 graphic

Dla rezonansu równoległego:

0x08 graphic
W trakcie rezonansie:

0x08 graphic
Poniżej częstotliwości rezonansowej (f = 70 Hz):

Powyżej częstotliwości rezonansowej (f = 88 Hz):

0x08 graphic

8.Wnioski.

Z przeprowadzonych badań i z używanych podczas nich elementów wnioskujemy, że rezonans występuje w obecności elementów LC. Za pomocą obliczeń wyznaczyliśmy częstotliwość rezonansową która różni się od tej uzyskanej w wyniku przeprowadzonych pomiarów. Przypuszczamy, że przyczyną tego było nie uwzględnienie rezystancji i innych pasożytniczych wielkości. Częstotliwość w obwodzie szeregowym i równoległym przy zastosowaniu tych samych elementów jest identyczna, gdyż zależy ona od wartości użytych elementów LC. Przebieg prądu w funkcji częstotliwości dla rezonansu szeregowego charakteryzuje się tym, iż prąd osiąga maksimum przy częstotliwości rezonansowej. Wartości napięć na cewce i kondensatorze, inaczej niż w teorii, mają swe maksima w pobliżu częstotliwości rezonansowej. Jest to spowodowane występowaniem wartości pasożytniczych. Moduł impedancji osiąga swe minimum w funkcji częstotliwości przy f = f rezonansowej. Przy rezonansie prąd ograniczony jest tylko wartością rezystancji i w związku z tym nie jest przesunięty w fazie z napięciem.

Przy rezonansie równoległym prąd osiąga wartość minimalną. Częstotliwość rezonansowa zw teorii zachodzi gdy BC = BL, ale w praktyce nie jest tak do końca. Moduł impedancji osiąga maksimum w okolicach częstotliwości rezonansowej. Tak jak w rezonansie szeregowym częstotliwość rezonansowa różni się od tej obliczonej. W czasie zmiany częstotliwości zmieniał się charakter obwodu i kąty między prądami a napięciami zasilającymi. Przy obliczeniach kąta ϕ uwzględniliśmy rezystor połączony w szereg z cewką. W związku na samym początku musieliśmy liczyć przesunięcie między prądem a napięciem w tej gałęzi a potem dopiero całego obwodu wraz z kondensatorem. Dlatego nie skorzystaliśmy ze wzoru na wartość ϕ w połączeniu równoległym R, L, C. Obliczenia nasze mimo, że wykonane w inny sposób są prawidłowe.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Kopia (2) pchrezonans, Energetyka I stopień PŚk, sem1 Elektrotechnika, Laboratorium elektrotechnika,
Kopia pchrezonans, Energetyka I stopień PŚk, sem1 Elektrotechnika, Laboratorium elektrotechnika, rez
pchrezonans111111111111, Energetyka I stopień PŚk, sem1 Elektrotechnika, Laboratorium elektrotechnik
NNN rezonans-protokół, Energetyka I stopień PŚk, sem1 Elektrotechnika, Laboratorium elektrotechnika,
Sprawozdanie cw1, Energetyka I stopień PŚk, sem1 Elektronika, sem1 elektronika lab, ćw1 diody labora
NNN Badanie rezonansu gotowe +wykresall, Energetyka I stopień PŚk, sem1 Elektrotechnika, Laboratoriu
GGG rezonas-protokół, Energetyka I stopień PŚk, sem1 Elektrotechnika, Laboratorium elektrotechnika,
GGG rezonas, Energetyka I stopień PŚk, sem1 Elektrotechnika, Laboratorium elektrotechnika, rezonans
rezonans-protokół, Energetyka I stopień PŚk, sem1 Elektrotechnika, Laboratorium elektrotechnika, rez
ca-kowy Fourier, Energetyka I stopień PŚk, sem1 Elektrotechnika, Laboratorium elektrotechnika, teori
Źródła napięciowe i prądowe, Energetyka I stopień PŚk, sem1 Elektrotechnika, ćwiczenia elektrotechni
projekt sily od kogoś, Energetyka I stopień PŚk, sem3 Instalacje Elektryczne, sem3 IE Projekt
sem2 Lista energ12, Energetyka I stopień PŚk, sem2 Matematyka 2, matma1 (oddane)
odp I seria, Energetyka I stopień PŚk, sem2 Materiałoznastwo
Zarz R 65 12 Regulamin zal 6, Energetyka I stopień PŚk, sem3 Energoelektronika, sem3 energo materiał
Teorie mocy w obwodach prądu przemiennego, Energetyka I stopień PŚk, sem3 Energoelektronika, sem3 en
sprawko 4, PWr W9 Energetyka stopień inż, IV Semestr, Maszyny i urządzenia elektryczne, Laboratorium

więcej podobnych podstron