Elektrotechnika  ćwiczenie nr 2
Obwody prÄ…du sinusoidalnego z elementami liniowymi RLC
Mechatronika grupa 3A:
Osowski Piotr
Owsianko Piotr
Penk Bartłomiej
Przybylski Piotr
Romanowski Maciej
Ogólny schemat połączeń obwodu wykorzystywanego w ćwiczeniu:
Podczas przeprowadzania ćwiczenia użyliśmy generatora napięcia sinusoidalnego, o napięciu 24 V i
częstotliwości 50 Hz, cewki oraz kondensatora o nieznanych parametrach oraz potrzebnych
mierników.
Wyniki I pomiaru
Uv0 IAR Uv1 IAL IAC UV2
STAN P [W]
Z Z 8 24 0,38 5,25 0,59 0,75 19,3
Z O 8 24 0,59 8,1 0,58 0 18,9
O Z 11 24 0,79 10,95 0 0,79 20,1
Obliczenia nieznanych parametrów:
Rezystancja to stosunek napięcia na rezystorze do natężenia prądu przepływającego przez niego:Uv1
do IAR ;
Indukcyjność w mH jako tysięczną część stosunku napięcia skutecznego na cewce do iloczynu
częstości kołowej i natężenia skutecznego prądu przepływającego przez cewkę;
Pojemność w µF jako stosunek prÄ…du skutecznego przepÅ‚ywajÄ…cego przez kondensator do iloczynu
częstości kołowej i wartości napięcia skutecznego na elemencie pomnożonego przez odwrotność
współczynnika µ;
KÄ…t fazowy w st. obliczony jest jako przeskalowany na stopnie arccos ze stosunku mocy pozornej do
mocy czynnej (iloczynu U i I na rezystorze);
Moc pozorna to iloczyn napięcia z
ródła i natężenia przepływającego przez obwód;
Opór cewki to stosunek różnicy mocy czynnej obwodu po wyłączeniu elementu pojemnościowego i
mocy czynnej pobranej przez rezystor do kwadratu prądu skutecznego przepływającego przez cewkę;
Opór kondensatora -podobnie- to stosunek różnicy mocy czynnej obwodu po wyłączeniu elementu
indukcyjnego i mocy czynnej pobranej przez rezystor do kwadratu prÄ…du skutecznego
przepływającego przez kondensator;
Rzeczywiste parametry cewki i kondensatora:
Indukcyjność Pojemność kąt fazowy Moc pozorna Opór Opór
Rezystancja (mH) (µF) w st. (VA) cewki kondensatora
0,07 10,42 123,76 28,71 9,12 9,57 3,76
0,07 10,38 0 55,63 14,16
0,07 0 125,17 54,57 18,96
po uśrednieniu 0,07 10,4 124,46
Wnioski:
Dany obwód to obwód RLC o połączeniu szeregowym rezystora w połączeniem równoległym cewki i
kondensatora, o parametrach: Rezystancja 0,07, Indukcyjności 10,4 mH, i pojemności 124,46źF.
Kąf fazowy wskazań oscyloskopu:
Oscyloskop przedstawia w sposób graficzny relacje między fazami napięć na elementach obwodu
prÄ…du, sinusoidalnie zmiennego w tym przypadku.
Z odczytu różnicy faz :
Połowa długości fali drgań rozłożonych w funkcji czasu odpowiada 19-tu jednostkom skali oscyloskopu
Jeśli umieścimy początek fazy prądu w miejscu gdzie krzywa napięcia na rezystorze przecina oś
argumentu to krzywe napięcia na kondensatorze i cewce (przesunięte wzgl siebie o pi-180 st.) przetną
oÅ› argumentu w okolicach 3 jednostki skali oscyloskopu
StÄ…d, z proporcji:
kÄ…t fazowy= 180*3/19 [st.] =28,42 [st.]
Wyniki II pomiaru
Uv0 IAR Uv1 IAL IAC UV2
STAN P [W]
O Z 19 24 0,83 19,36 0 0,83 10,78
Z O 3 24 0,29 6,64 0,28 0 20,6
Z Z 17 24 0,78 18,25 0,13 0,9 11,5
Rzeczywiste parametry cewki i kondensatora:
Indukcyjność Pojemność kąt fazowy Moc pozorna Opór Opór
Rezystancja (mH) (µF) w st. (VA) cewki kondensatora
0,04 0 245,21 17,49 19,92 13,7 3,41
0,04 23,43 0 64,5 6,96
0,04 28,17 249,24 24,77 18,72
po uśrednieniu 0,04 25,8 247,23
Wnioski:
Dany obwód to obwód RLC o połączeniu szeregowym rezystora w połączeniem równoległym cewki i
kondensatora, o parametrach: Rezystancja 0,04, Indukcyjności 25,8 mH, i pojemności 247,22źF.
Wnioski Ogólne:
Ćwiczenie przeprowadzone zostało w sposób dokładny na tyle, że można praktycznie dowieść
prawidłowości wzorów stosowanych przy rozwiązywaniu obwodów prądu zmiennego, po
uwzględnieniu rzeczywistych parametrów elementów: ich rezystancji, indukcji i rezystancji.
Przesunięcie fazowe napięć na elementach jest bardzo podobne dla wskazań oscyloskopu i wyników
obliczeń, błąd tłumaczą niedokładności przy odczycie danych z wykresu na ekranie oscyloskopu.