Badanie rezonansu w obwodzie szeregowym RLC

Przyrządy:

1. Generator PW–13.
2. Obwód rezonansowy MRA–2.
3. Mierniki uniwersalne.

Przebieg czynności:

1. Sprawdzić czy obwód ustawiony jest według schematu:

− generator PW–13: mnożnik generatora x1, zakres napięciowy 10 V,
− obwód rezonansowy MRA–2: wciśnięte przełączniki R

1

i C

2,

− miernik uniwersalny: ustawiony na zakresie AC–20 mA,
− miernik uniwersalny: przełącznik w pozycji „FREQ”.

2. Włączyć generator i mierniki uniwersalne. Ustawić częstotliwość generatora tak, aby

miernik wskazywał

Hz

1000



f

. Potencjometrem „OUTPUT VOLTAGE”,

znajdującym się na generatorze, ustawić wartość napięcia zasilającego obwód
rezonansowy na

V

3



U

(wartość napięcia U odczytujemy zawsze w prawej, górnej

części okienka miernika wskazującego częstotliwość).

3. Zbadać zależność prądu I płynącego w obwodzie

2

1

LC

R

od częstotliwości f w

zakresie 1000 ÷ 10000 Hz, co 1000 Hz. W trakcie pomiarów utrzymywać stałą
wartość napięcia zasilania

V

010

.

0

000

.

3





U

, regulując jego wartość za pomocą

potencjometru „OUTPUT VOLTAGE”.

4. Na podstawie uzyskanych wyników określić zakres częstotliwości,

w którym występuje częstotliwość rezonansowa. Następnie, zmieniając częstotliwość
f, wyznaczyć z dokładnością do 10 Hz jej wartość f

r

– natężenie prądu osiąga wówczas

maksimum.

5. Zbadać zależność prądu I płynącego w obwodzie R

1

LC

2

od częstotliwości f w zakresie





1000

,

1000





r

r

f

f

Hz, co 200 Hz. W trakcie pomiarów utrzymywać stałą wartość

napięcia zasilania

V

010

.

0

000

.

3





U

, regulując jego wartość za pomocą

potencjometru ”OUTPUT VOLTAGE”.

6. Czynności wykonane w punktach 3–5 powtórzyć dla układów

2

2

LC

R

i

3

1

LC

R

.

7. Ustawić częstotliwość generatora na 1000 Hz.
8. Na jednej kartce papieru milimetrowego sporządzić wykresy zależności

 

f

I

dla

wszystkich trzech układów RLC. Punkty pomiarowe połączyć linia ciągłą tak, by
powstały krzywe rezonansowe.

MRA-2

Generator

PW-13

R

L

C

R

1

R

2

R

3

C

1

C

2

C

3

Obwód rezonansowy RLC

Hz

mA

9. Z otrzymanych wykresów odczytać natężenie prądu

r

I w rezonansie oraz

częstotliwości

r

f ,

1

f i

2

f . Obliczyć częstości:

r

r

f





2







1

2

1

2

2

f

f



















10. Przekształcając zależności:

R

U

I

r



,

L

R







,

LC

r

1





,

C

L

R

Q

1



obliczyć opór R, indukcyjność L, pojemność C oraz dobroć obwodu Q dla każdego
badanego układu RLC.

Tabele pomiarowe:

Układ pomiarowy:

2

1

LC

R

f [Hz] 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10 000

I [mA]

f [Hz]

f

r

= …

I [mA]

...

...

...













r

r

I

...

...

...

...

...

...









Q

C

L

R

Analogiczne tabele należy przygotować dla układów

2

2

LC

R

i

3

1

LC

R

.

f

r

f

2

f

1

2

r

I

r

I



f

f

I