Politechnika Poz

nańska

Laboratorium Elektrotechniki

Elektrotechnika - laboratoria

Nazwisko i imi

ę:

Semestr:

3

Wydz

iał:

B M i Z

Kierunek:

M e c h a t r o n i k a

Grupa dziek./lab:

1 / 1

Temat

ćwiczenia:

Elementy R, L, C w obwodach pr

ądu sinusoidalnie zmiennego

Data wykonania

ćwiczenia:

Data i podpis prow

adzącego:

Ocena:

Schemat układu dla szeregowego połączenia elementów R, L, C:

Schemat układu dla równoległego połączenia elementów R, L, C:

1- autotransformator, 2- zest aw e lementów badany ch

1

1. Impedancja - wielkość charakteryzująca zależność między natężeniem prądu i napięciem w obwodach

prądu zmiennego. Impedancja jest równa ilorazowi napięcia i natężenia prądu:

Impedancja zespolona oraz moduł impedancji w obwodach RLC połączonych szeregowo:

Impedancja zespolona oraz moduł impedancji w obwodach RLC połączonych równolegle:

2. Reaktancja - wielkość charakteryzująca obwód elektryczny zawierający element o charakterze

pojemnościowym (np. kondensator) lub element o charakterze indukcyjnym (np. cewkę) – reaktancja jest
urojoną częścią impedancji.
Reaktancja cewki ma znak dodatni i oblicza się ją ze wzoru:

Reaktancja kondensatora ma znak ujemny i oblicza się ją ze wzoru:

Reaktancja połączonych szeregowo cewek i kondensatorów wyraża się wzorem:

3. Impedancja - wielkość charakteryzująca zależność między natężeniem prądu i napięciem w obwodach

prądu zmiennego. Impedancja jest równa ilorazowi napięcia i natężenia prądu:

Impedancja zespolona oraz moduł impedancji w obwodach RLC połączonych szeregowo:

Impedancja zespolona oraz moduł impedancji w obwodach RLC połączonych równolegle:

4. Reaktancja - wielkość charakteryzująca obwód elektryczny zawierający element o charakterze

pojemnościowym (np. kondensator) lub element o charakterze indukcyjnym (np. cewkę) – reaktancja jest
urojoną częścią impedancji.
Reaktancja cewki ma znak dodatni i oblicza się ją ze wzoru:

Reaktancja kondensatora ma znak ujemny i oblicza się ją ze wzoru:

Reaktancja połączonych szeregowo cewek i kondensatorów wyraża się wzorem:

Wykresy wskazowe:

I=0,58
U=220

Ur=165
Uc=180
Ul=240

I = 0,55
U = 200

Ur = 145
Uc = 165
Ul = 235

3

I = 0,47
U = 180

Ur = 125
Uc = 145
Ul = 220

I = 0,36
U = 160

Ur = 96
Uc = 112
Ul = 195

I = 0,30
U = 140

Ur = 80
Uc = 92
Ul = 174

4

I = 0,25
U = 120

Ur = 65
Uc = 76
Ul = 150

I = 0,18
U = 100

Ur = 48
Uc = 56
Ul = 111

I = 0,14

Ur = 38

U = 80

Uc = 44

Ul = 89

Podłączone

Pomiary

Obliczenia

I

U

U

R

U

C

U

L

cosφ U

L

- U

C

szeregowo

I

L

-I

C

równolegle

U

A

V

V

V

V

-

V

V

39ohm

szeregowo

0,58

220

165

180

240

0,9

4

60

175,57

0,55

200

145

165

235

0,90

70

161,01

0,47

180

125

145

220

0,86

75

145,77

0,36

160

96

112

195

0,76

83

125,91

0,30

140

80

92

174

0,70

82

144,56

0,25

120

65

76

150

0,66

74

98,49

0,18

100

48

56

111

0,66

55

73,00

0,14

80

38

44

89

0,65

55

58,90

0,11

60

28

33

67

0,64

34

44,05

0,07

40

20

22

44

0,67

22

29,73

0,04

20

12

11

22

0,74

11

29,73

39ohm

równolegle

I(A)=0,88 U(V)=220 Ir(A)=0,76 IL(A)=0,78 Ic(A)=0,47 0,93

-0,29

I(A)=0,82

0,82

200

0,70

0,71

0,38

0,90

-0,33

0,77

0,74

180

0,62

0,58

0,31

0,92

-0,27

0,68

0,66

160

0,56

0,52

0,27

0,91

-0,25

0,61

0,58

140

0,48

0,46

0,22

0,95

-0,24

0,83

0,50

120

0,41

0,39

0,19

0,90

-0,20

0,46

0,42

100

0,35

0,33

0,15

0,88

-0,18

0,39

0,35

80

0,28

0,26

0,12

0,89

-0,14

0,31

0,25

60

0,21

0,19

0,07

0,87

-0,12

0,24

0,18

40

0,14

0,17

0,06

0,79

-0,11

0,18

-

20

-

-

-

-

-

-

0,21

50

0,17

0,16

0,08

-0,09

Wyniki badao obwodu złożonego z elementów RLC połączonych szeregowo

I = 0,07

Ur = 20

U = 40

Uc = 22

Ul = 44

I = 0,11

Ur = 28

U = 60

Uc = 33

Ul = 68

I = 0,04

Ur = 12

U = 20

Uc = 11

Ul = 22

Wnioski

Kąt ϕ określa przesunięcie między napięciem a prądem i jest czynnikiem decydującym o mocy jaką pobiera

układ oraz charakterystykę układu. Jeśli różnica U

L

-U

C

jest dodatnia to układ ma charakter indukcyjny, a napięcie

spóźnia się za prądem. Gdy różnica U

L

-U

C

jest ujemna to układ ma charakter pojemnościowy, a prąd spóźnia się

za napięciem.
Wszelkie przesunięcia fazowe napięcia i prądu zwiększa pobór mocy czynnej układu. Jeżeli susceptancja bądź
reaktancja układu są równe zeru to mamy do czynienia z rezonansem szeregowym bądź równoległym.

Wartości uzyskane w obliczeniach różnią się nieznacznie od wartości uzyskanych podczas pomiarów,

przyczyną tego są niewielkie prądy oraz napięcia płynące przez i odkładające się na miernikach.

5