NAZWA UCZELNI: Politechnika Świętokrzyska
LABOLATORIUM ELEKTROTECHNIKI
Ćwiczenie Nr ……2…..	Temat ćwiczenia: Badanie rezonansu napięć	Zespół Nr ……1….. Szymon Rajca
Data wykonania ćwiczenia 12.10.2011	Ocena	Wydział: Elektrotechniki, automatyki i informatyki

Wstęp:

Rezonans napięć:

Zjawisko rezonansu napięć występuje w gałęzi szeregowej RLC i polega na tym, że przy określonej częstotliwości sygnałów w obwodzie
, zwanej częstotliwością rezonansową, napięcie
na cewce oraz
na kondensatorze są równe co do modułu, a przeciwne co do znaku, wobec czego ich suma jest równa zero. Jeśli szeregowy obwód RLC zasilany jest ze źródła napięciowego sinusoidalnego

to prąd płynący w obwodzie ma charakter sinusoidalny

Prąd zespolony wyraża się stosunkiem napięcia zespolonego do impedancji obwodu

W zależności od częstotliwości źródła przeważa w obwodzie reaktancja indukcyjna
lub reaktancja pojemnościowa
lub obie te reaktancje są sobie równe
.

Właśnie ten przypadek

natomiast

Impedancja obwodu rezonansowego wynosi:

Czyli w stanie rezonansu dwójnik szeregowy składający się z elementów RLC ma charakter rezystancyjny (współczynnik mocy
. Wartość skuteczna prądu płynącego w obwodzie zależy jedynie od rezystancji i osiąga maksimum
. Napięcie na cewce wynosi:

.

Z równości reaktancji indukcyjnej i pojemnościowej wynika dla obwodu szeregowego RLC równość modułów napięć na cewce i kondensatorze.

Wartości chwilowe napięć na kondensatorze i na cewce są przesunięte w fazie o kąt
. W stanie rezonansu całkowicie się kompensują, czyli napięcie zasilające
.

Schemat pomiarowy:

Do generatora prądu przemiennego podłączamy szeregowo następujące elementy:

- amperomierz, do niego z kolei cewkę oraz rezystor, a do nich następnie kondensator,

- zarówno do cewki z opornikiem jak i kondensatora podłączamy szeregowo woltomierze mierzące napięcie na każdym z nich,

- na końcu do całego obwodu podłączamy szeregowo woltomierz, mierzący napięcie na całym układzie.

Spis wykorzystanych urządzeń do pomiaru:

Nazwa przyrządu	Typ	Zakres
Amperomierz	AA-104 AC	0-20 mA
Woltomierz	V541	100 mV - 10 V
Generator	GFG - 8216A	0-250Hz

Tabela pomiarowa:

|U| = 3V = const, L = 330mH, C = 9,3µF, R = 309 Ω
POMIARY							OBLICZENIA
Lp.		F	|I|		URL	|UC|	|UR|	|UL|	|Z|	ф	Uwagi
				Hz	mA		V	V	V	V	Ω	®
1.		20	4,1		0,459	3,13	1,26	0,52	406,35	29
2.		30	6,7		0,81	3,27	2,07	0,70	309,72	55
3.		40	11,9		1,27	3,47	3,67	0,88	309,64	52
4.		50	14,7		1,86	3,66	4,54	1,50	307,21	-45
5.		60	17,00		2,72	3,82	5,25	1,78	308,73	-27
6.		70	17,28		3,45	3,58	5,32	1,89	245,09	-17
7.		80	17,30		5,3	3,42	5,34	2,45	318,99	-9
8.		90	16,6		5,43	2,47	5,19	3,06	308,99	-1
9.		100	15,3		5,6	1,51	4,72	3,41	309,05	9
10.		110	14,00		5,7	1,43	4,32	3,55	309,11	13
11.		120	12,8		5,64	1,09	3,95	3,65	345,89	18
12.		130	11,7		5,13	1,05	3,61	3,43	362,54	24
13.		140	10,80		4,82	0,87	3,33	3,38	389,56	29
14.		150	10,0		4,35	0,61	3,09	3,31	433,38	32
15.		160	9,4		4,02	0,57	2,90	3,28	368,27	35
16.		170	8,7		3,7	0,52	2,68	3,21	309,40	39
17.		180	8,2		3,6	0,46	2,53	3,12	546,98	-62
18.		190	7,7		3,57	0,41	2,37	3,08	949,65	-59
19.		200	7,3		3,4	0,38	2,25	3,05	487,64	-55
20.		210	7,0		3,31	0,36	2,16	3,03	308,37	-51
21.		220	6,6		3,25	0,32	2,03	3,01	308,41	-47
22.	230			6,3	3,15	0,30	1,94	3,00	308,56	-41
23.	240			6,1	3,00	0,29	1,88	2,98	308,65	-37
24	250			5,8	2,95	0,27	1,79	2,98	308,72	-28
25	260			5,6	2,8	0,27	1,73	2,94	308,79	-19
26	270			5,4	2,6	0,27	1,67	2,87	308,87	-14
27	280			5,2	2,5	0,27	1,60	2,83	308,98	-5
28	290			5,0	2,45	0,27	1,54	2,79	309,01	2
29	300			4,8	2,38	0,26	1,48	2,75	309,08	9

Wnioski:

Celem ćwiczenia było uzyskanie rezonansu napięć . Częstotliwość rezonansowa uzyskana doświadczalnie wynosi 80 Hz. Zauważona rozbieżność może wynikać z złego odczytania pomiarów, wadliwości urządzeń użytych do pomiaru bądź też obecnością innych urządzeń elektrycznych znajdujących się w sąsiedztwie stanowiska badawczego, które mogą zakłócać pracę urządzeń pomiarowych.

---