1
Ć
wiczenie 3 Prąd przemienny - dwójniki RLC (studia niestacjonarne)
Ć
wiczenie 4 Badanie obwodów RLC (studia stacjonarne)
1. Do gałęzi szeregowej RL przyłączono napięcie U=.......V.
Obliczyć reaktancję cewki, impedancję gałęzi, prąd, moc czynną układu.
Wykonać wykres wektorowy gałęzi. Dane:
ω
=...... rd/s L=.......H, R=.........Ω
2. Wyprowadź wzór pozwalający obliczyć impedancję (Z
AB
) i admitancję (Y
AB
) układu.
Zakładając że dane są wartości (moduły) prądów i napięć narysować wykres wektorowy.
3. Trójkąt mocy na płaszczyźnie liczb zespolonych. Wyjaśnij pojęcie: moc zespolona.
1. Odbiornik o nieznanych parametrach R
2
, L
2
połączono szeregowo z rezystancją R = ..... Ω.
Przy częstotliwości f = 50 Hz woltomierze wskazują U = ..... V, U
1
= ..... V, U
2
= ....... V.
Obliczyć parametry odbiornika i narysować wykres wskazowy prądów i napięć.
L
2
R
2
I
U
R
V
2
V
1
V
L
2
R
2
I
U
R
V
2
V
1
V
2. Wyjaśnij (schemat + wzory + wykres wektorowy) zasadę kompensacji mocy biernej.
3. Zaprojektować układ (schemat wraz z przyrządami pomiarowymi + wzory do obliczeń)
pozwalający badać parametry elementów i układów RLC przy częstotliwości 50 Hz.
Nazwać badane parametry.
1.
Znaczenie techniczne i ekonomiczne współczynnika mocy (schemat + wzory +wykres
wektorowy + trójkąt mocy)
2.
Wskazania mierników wynoszą: I=....A; U= .....V P= .....W.
Obliczyć: impedancje Z; współczynnik mocy cos
ϕ
oraz
ϕ
badanego
układu, pojemność kondensatora C (przyjmując X
c
≅Z).
3. Jak wyraża się prawo Ohma dla wartości skutecznych?
Podaj określenia impedancji i admitancji.
C
R
A
V
a
b
W
*
*
R
1
C
2
L
2
R
2
L
3
A
B
Z
Z
Z
2
1. Narysować szeregowy dwójnik RLC. Wyprowadzić wzór pozwalający obliczyć częstotliwość
rezonansową obwodu. Wyjaśnić wpływ parametru L na częstotliwość rezonansową obwodu.
2. Narysować dowolny układ RLC składający się z pięciu elementów (połączenie mieszane
szeregowo-równoległe) zasilany napięciem (U, U) pobierający prąd (I, I).
Wyprowadź wzory pozwalające obliczyć impedancję (Z i Z), i admitancję dwójnika, moc (P)
pobieraną przez dwójnik, prądy w poszczególnych gałęziach obwodu, napięcia na
poszczególnych elementach obwodu. Dla narysowanego układu zakładając dowolne wartości
(moduły) prądów i napięć narysować wykres wektorowy.
3.
Moc w obwodzie prądu sinusoidalnie zmiennego. Scharakteryzuj idealne i rzeczywiste R L C.
1. Dany jest dwójnik o impedancji Z przez który przepływa prąd I.
Wyprowadzić zależności pozwalające obliczyć; U ;S; S; P; Q;
ϕ
; cos
ϕ
.
2.
W obwodzie dane są I, E
1
, Z
1
, Z
2
, Z
3
. Wyprowadź wzory
pozwalające obliczyć wartości skuteczne prądów gałęziowych
oraz spadki napięć na impedancjach.
3.
Pomiar mocy czynnej watomierzem (schemat).
Podaj określenia mocy pozornej, biernej i czynnej.
Z
I
Z
1
Z
3
E
1
I
Z
2
1. Prawa Kirchhoffa w obwodach prądu przemiennego (zilustrować posługując się przykładem).
2. Dwójnik szeregowy R, L, C (schemat; wykres czasowy napięć i prądów; wykres wektorowy, trójkąt
impedancji) scharakteryzować jeden z przypadków: X
L
> X
C
, X
L
< X
C
lub X
L
= X
C
.
3. Do gałęzi równoległych R, L przyłączono napięcie U=.....V o częstotliwości f =.....Hz.
Obliczyć konduktancję, susceptancję cewki, admitancję i prądy w obwodzie.
Dane: L=......mH, R=.....W. Narysować wykres wskazowy i trójkąt admitancji.
1. Zaprojektować układ
(schemat + mierniki + wzory) pozwalający na wyznaczenie impedancji
oraz mocy w gałęzi szeregowej R, L, C.
2. W układzie przedstawionym na rysunku zmierzono napięcia prądy i moc. Przedstaw sposób liczenia
parametrów R, L, C.
3. Narysować przebiegi prądu, napięcia i mocy w gałęzi z cewka idealną przy wymuszeniu
sinusoidalnym.
AT Tr
Ł
220 V∼
1 A 1 A
V
A
W
A
2
A
1
A
3
z
3
1. Zaprojektować układ
(schemat + mierniki + wzory) pozwalający na wyznaczenie
uniwersalnych charakterystyk częstotliwościowych w obwodzie szeregowym R, L, C.
2. W układzie przedstawionym na rysunku zmierzono napięcia prądy i moc. Przedstaw sposób liczenia
parametrów R, L, C.
3. Narysować przebiegi prądu, napięcia i mocy w gałęzi z oporem idealnym przy wymuszeniu
sinusoidalnym.
1. Zaprojektować układ
(schemat + mierniki + wzory) pozwalający na wyznaczenie admitancji
gałęzi równoległej G, L, C.
2.
Wykreśl charakterystyki częstotliwościowe w obwodzie szeregowym R, L,C.
3.
Zakładając że dane są wartości (moduły) prądów i napięć narysować wykres wektorowy.
AT Tr
Ł
220 V∼
1 A 1 A
V
A
W
A
2
A
1
V
2
V
1
L
1
R
2
A
B
C
3
1. Szeregowy obwód RLC. Podaj definicje: zjawiska rezonansu i częstotliwości rezonansowej.
Wyprowadź wzór pozwalający obliczyć częstotliwość rezonansową obwodu, narysować i
opisać charakterystykę I=f(f).
2. Rezystancja badanej cewki wynosi R=....Ω.
Układ zasilany jest napięciem przemiennym o częstotliwości f=....Hz.
Wskazania mierników wynoszą: I=..... mA; U= .....V.
Obliczyć impedancję Z, reaktancję X oraz indukcyjność L badanej cewki.
3.
Zaprojektować układ
(schemat + mierniki) pozwalający na wyznaczenie
mocy czynnej i biernej watomierzem w obwodzie zawierającym elementy R, L,C.
L
R
A
V
a
b
1. Wyjaśnij jak zmienia się (charakterystyka + wzory) reaktancja indukcyjna i pojemnościowa
w zależności od częstotliwości.
2. Wyjaśnij jak wyraża się prawo Ohma dla wartości symbolicznych. Podaj określenia
impedancji i admitancji zespolonej w obwodzie (przykład) zawierającym elementy R, L,C.
3. Zaprojektować układ (schemat wraz z przyrządami pomiarowymi + wzory do obliczeń)
pozwalający badać parametry elementów i układów RLC przy różnych wartościach
częstotliwości napiecia zasilania. Nazwać badane parametry.
z
z