Marek Miodunka Wydział: imir grupa STUDENCKA: 25 GRUPA LAB.: b

TEMAT: POMIARY W OBWODACH PRĄDU PRZEMIENNEGO.

ZALICZENIE:

I. Wstęp teoretyczny.

II. Przebieg ćwiczenia.

1. Pomiary napięcia, prądu i mocy czynnej dla obciążenia różnego typu.

a) Schematy pomiarowe.

Obwód R: Obwód RL:

Obwód RC: Obwód RLC:

Do obwodu wpięte są trzy urządzenia pomiarowe: amperomierz, woltomierz oraz watomierz; ponadto w zależności od badanego obciążenia znajdują się elementy: oporu (R=195 Ω), pojemnościowy (C=16μF) oraz indukcyjny (L=0,94H). Całość jest zasilana prądem zmiennym jednofazowym.

b) Tabela z wynikami pomiarów.

Rodzaj odbiornika	Napięcie [V]	Natężenie [A]	Moc czynna [W]	[Ω]	[Ω]	[Ω]
R	120	0,66	80	182	184	19	1
RL	120	0,3	21	400	233	325	0,58(3)
RC	120	0,45	36	267	178	199	0,(6)
RLC	120	0,45	48	267	237	123	0,(8)

c) Obliczenia.

Obwód R:

Obwód RL:

Obwód RC:

d) Wniosek.

Pomiar rezystancji za pomocą mierników elektromagnetycznych takich jak amperomierz i woltomierz nazywa się metodą techniczną.

W obwodzie prądu przemiennego napięcie i prąd na rezystorze nie są przesunięte w fazie (φ=0). W cewce napięcie wyprzedza prąd o kąt fazowy φ=16˚26', natomiast w kondensatorze mamy odwrotną sytuacje tzn. prąd wyprzedza napięcie o kąt fazowy φ=77˚93'.

Powyższe schematy służą do pomiaru małych impedancji odbiornika.

Bardzo ważnym elementem podczas pomiarów jest dobór odpowiedniej metody pomiarowej, która ma duży wpływ na osiągane wyniki.

2. Pomiar wartości średniej i skutecznej.

a) Schemat pomiarowy.

Woltomierz V₁ służy do pomiaru wartości skutecznej napięcia, natomiast V₂ do pomiaru wartości średniej w przypadku, gdy wyłącznik jest otwarty lub wartości maksymalnej, gdy wyłącznik jest zamknięty.

b) Obliczenia.

Z pomiarów:

Ze wzoru:

c) Wniosek.

Wartość skuteczna (USK, URMS) jest statystyczną miarą sygnału okresowo zmiennego (najczęściej dotyczy wielkości elektrycznych prądu i napięcia). Wartość skuteczna prądu przemiennego jest taką wartością prądu stałego, która w ciągu czasu równego okresowi prądu przemiennego spowoduje ten sam efekt cieplny, co dany sygnał prądu przemiennego.

Wartość maksymalna dla przebiegów okresowych zmiennych okresowo jest wartością najwyższą dla jednego okresu.

W przeprowadzonym pomiarze otrzymaliśmy wartość max 54V, natomiast ta sama wartość obliczona teoretycznie wynosi 56V.

3. Rezonans napięć i prądów.

a) Schemat pomiarowy.

b) Tabela z wynikami pomiarów.

Rezonans napięć
f	kHz	0,7	0,85	1	1,095	1,2	1,2	1,3	1,6	1,8	2
U	mV	30	30	32	34	30,5	30,5	30	30	27	25,5
I	mA

Rezonans prądów
f	kHz	0,9	0,95	1	1,08	1,12	1,22	1,26	1,3	1,4
U	mV	94	80	67	50	46	50	55	62	82
I	mA	2,25	2,19	1,87	1,36	1,26	1,36	1,5	1,69	2,24

d) Obliczenia.

Częstotliwość rezonansu:

e) Wniosek.

W powyższym ćwiczeniu badaliśmy zjawisko rezonansu w obwodzie szeregowym RLC. Rezonans to zjawisko fizyczne zachodzące dla drgań wymuszonych, objawiające się pochłanianiem energii poprzez wykonywanie drgań o dużej amplitudzie przez układ drgający dla określonych częstotliwości drgań. Zjawisko rezonansu przedstawia stan pracy obwodu elektrycznego, w którym reaktancja wypadkowa obwodu jest równa zero. Cechą charakterystyczną rezonansu szeregowego jest całkowite kompensowanie się napięć na cewce i na kondensatorze, tak, że ich suma jest w każdej chwili równa zeru.

Obliczona powyżej częstotliwość rezonansu wynosi 2054 Hz. Wynik ten zawiera się w odczytanym z tabeli przedziałem (2000 - 2500 Hz), co świadczy, iż obliczona teoretycznie częstotliwość rezonansu zgadza się z przeprowadzonymi pomiarami.

3

---