LE1 11, POLITECHNIKA

POLITECHNIKA

LUBELSKA

LABORATORIUM

PODSTAW

ELEKTROTECHNIKI

w

LUBLINIE

Doluk

Adam

Semestr:

Grupa:

Rok akademicki:

Jezierski

Krzysztof

drugi

ED 2.4

1997/98

Kolasik

Mariysz

Data

Ocena:

Temat:

Ćwiczenie nr 11

wykonania:

1.Rezonans w obwodach elektrycznych.

14.05.1998

TEMAT:

Rezonans w obwodach elektrycznych.

1.Charakterystyki częstotliwościowe w obwodzie szeregowym R,L,C.

W układzie przedstawionym na rysunku 1.1 należy pomierzyć zależności napięć na elementach R,L,C oraz prądu w obwodzie w funkcji częstotliwości, przy zasilaniu napięciem o stałej wartości skutecznej UZ.

1.1.Schemat układu pomiarowego.

Oznaczenia na rysunku :

G - generator mocy RC - typ PO-27

A - amperomierz prądu przemiennego

V - woltomierz elektroniczny - typ V543

1.2.Opracowanie wyników.

Obliczenia wykonano korzystając z następujących zależności :

UWAGA!

Przy obliczaniu reaktancji cewki posłużono się zależnością , ponieważ w ćwiczeniu należało zmierzyć takie właśnie napięcie.Oczywiście napięcie na cewce UL można obliczyć według wzoru :

.

Wyniki pomiarów i obliczeń zostały zebrane w tabeli.

C=10mF

L=0,85H

Lp.

UZ

f

I

URL

UC

Z

XC

XL

R

V

Hz

mA

V

V

W

W

W

W

1

4

20

4,6

1,28

4,05

602,8

880

278

2

4

22

5,2

1,41

4,03

505

775

271

3

4

25

7

1,86

4,55

385,6

650

265,7

4

4

27

7,2

2,06

4,6

354

638,9

286

5

4

30

8,2

2,4

4,69

281

571,9

292,6

6

4

35

10

3,04

4,82

181

482

304

7

4

40

11,5

3,68

4,89

109,8

425

320

8

4

45

13

4,41

4,86

47

373,8

339

R1

9

4

50

14

5

4,7

38

335,7

357

32

10

4

60

14,2

5,7

4,06

119,5

285,9

401

11

4

70

13,1

5,8

3,2

201

244

442,7

12

4

80

11,9

5,7

2,52

269,8

211

478,9

13

4

90

10,2

5,5

1,95

349,5

191

539

14

4

100

9,1

5,28

1,56

410

171

580

15

4

150

5,6

4,7

0,64

725,7

114

839

1

4

20

5,4

0,9

4,62

706

855,5

166,6

2

4

25

7,1

1,3

4,92

533

692,9

183

3

4

30

9,5

1,86

5,3

394

557,8

195,7

4

4

35

12

2,63

5,82

308

485

219

5

4

40

15

3,65

6,44

242,7

429

2243

6

4

45

17,8

4,98

7,1

119

398,8

279,7

7

4

50

22,3

6,5

7,6

163,7

340,8

291

8

4

55

24,1

7,66

7,51

156

311,6

317,8

R2

9

4

60

24

8,2

6,87

165,6

286

341,6

156

10

4

70

20

7,76

4,96

209,6

248

388

11

4

80

15,9

6,9

3,4

269,7

213,8

433,9

12

4

90

12,8

6,2

2,4

335

187,5

484

13

4

100

11

5,7

1,8

387

163,6

518

14

4

150

6

4,8

0,7

700,9

116,6

800

15

4

200

4

4,5

0,36

1047

90

1125

Na podstawie wyników obliczeń rysujemy następujące wykresy : na jednym rysunku wykreślamy zależności UC = F1(f), URL = F2(f), I = F3(f), a na drugim Z = F4(f), XL = F5(f),

XC = F6(f).

Dla rezystora R1 =32W.

Wykres 1.

F1 : UC = F1(f)

F2 : URL = F2(f)

F3 : I = F3(f)

Wykres 2.

F4 : Z = F1(f)

F5 : XL = F2(f)

F6 : XC = F3(f)

Korzystając z pierwszego wykresu możemy znaleźć częstotliwość rezonansową - punkt przecięcia się krzywej UL z UC.Określamy ją w przybliżeniu jako f0=50Hz.

Tą samą częstotliwość wyznaczymy teorerycznie, korzystając z zależności :

Korzystając ze znanych wzorów możemy obliczyć teraz dobroć obwodu ( Q ) i szerokość pasma przepuszczania ( b ).Dla obwodu szeregowego R,L,C mamy :

Podstawiając dane parametry otrzymujemy :

Dla rezystora R2 =156W.

Wykres 1.

F1 : UC = F1(f)

F2 : URL = F2(f)

F3 : I = F3(f)

Wykres 2.

F4 : Z = F1(f)

F5 : XL = F2(f)

F6 : XC = F3(f)

Częstotliwość rezonansowa nie jest zależna od R, dlatego też pozostaje bez zmian.

Dobroć obwodu i szerokość pasma przepuszczania wynoszą odpowiednio :

2.Wyznaczanie charakterystyk częstotliwościowych równoległego obwodu rezonansowego.

W układzie przedstawionym na rysunku 2.1 wykonujemy pomiary prądu przy zmieniającej się częstotliwości i stałej wartości skutecznej napięcia Uz.Pomiary wykonujemy dla dwóch wartości pojemności C.

2.1.Schemat układu pomiarowego.

Oznaczenia na rysunku :

G - generator R ( PO-27 )

A - miliamperomierz prądu przemiennego

V - woltomierz napięcia przemiennego ( V543 )

2.2.Opracowanie wyników.

Obliczenia wykonano posługując się zależnością :

Wyniki pomiarów i obliczeń zostały zebrane w tabeli.

C=10mF

R=160W

Lp.

UZ

f

i

Z

V

Hz

mA

W

1

3,62

20

12,7

285

2

3,66

25

11,9

307,5

3

3,7

30

11

336

4

3,74

35

10

374

5

3,78

40

9,2

410,8

6

3,8

45

8,8

431,8

7

3,84

50

8,3

462,6

8

3,87

55

8,2

471,9

9

3,9

60

8,7

448

10

3,93

70

10

393

11

3,95

80

12,1

326

12

3,963

90

14,8

267,7

13

3,967

100

17

233

14

4,13

150

30

137,6

15

4,13

200

45

91,7

C=18mF

R=160W

1

3,6

20

12,8

281

2

3,65

25

12,1

301,6

3

3,7

30

11,9

310,9

4

3,73

35

11,9

313

5

3,76

40

12,1

310,7

6

3,79

45

13

291,5

7

3,81

50

14,2

268

8

3,83

55

15,8

242

9

3,84

60

17,2

223

10

3,85

70

21,2

181,6

11

3,84

80

25,1

152,9

12

3,82

90

30

127

13

4,11

100

36

114

14

4,10

150

60

68

15

4,07

200

77

52,8

Na podstawie pomiarów i obliczeń wykreślamy zależnośći : Z = F(f) oraz I = F'(f).

Dla pojemności C = 10mF.

F1 : Z = F(f)

F2 : I = F'(f)

Dla pojemności C = 18mF.

F1 : Z = F(f)

F2 : I = F'(f)

3.Wnioski.

Porównując wyniki otrzymane teoretycznie z odczytanymi na wykresie zauważamy, że są one bardzo zbliżone.Uzyskaliśmy potwierdzenie, że rezonans szeregowy zachodzi przy maksymalnym natężeniu prądu.Rezonans równoległy występuje natomiast wtedy, gdy impedancja obwodu jest maksymalna, co również znalazło swoje potwierdzenie na wykresie.


Wyszukiwarka