Ćwiczenie składa się z 2 części.
Pierwszą część eksperymentalną ćwiczenia rozpoczynamy od ustawienia odpowiednich wartości częstotliwości i napięcia i odczytujemy wartość napięcia wejściowego równą Uwe = 5 V. Następnie mierzymy spadek napięcia na rezystorze R13. Otrzymujemy UR13 = 4,19 V. Badany układ szeregowy zachowuje się teraz jak przy częstotliwości rezonansowej. Następnie mierzymy częstotliwość graniczną generatora funkcyjnego. Wynosi ona 5 kHz. Różni się ona nieznacznie od częstotliwości obliczonej dla wartości zastosowanych w obwodzie. Różnica ta wynosi 0,03 kHz. Następnie mierzymy spadek napięcia na indukcyjności L3. Spadek ten to UL = 5,21 V przy częstotliwości frL = 10 kHz. Wartość UL jest większa niż wartość Uwe . Kolejną wielkością jaką mierzymy jest spadek napięcia na kondensatorze C4. Otrzymałem następujące wyniki: UC = 5,08 V przy
frC = 1,276 kHz. Następna pomierzona wartość to spadek napięcia na obiektach L3 i C4. ULC = 0,81 V przy frLC = 5 kHz. Wcześniejsze pomiary pozwalają wyliczyć nam dobroć szeregowego układu rezonansowego. Wynosi ona Q = 1,042. Kolejnymi punktami ćwiczenia było wyznaczenie induktancji XL i kapacytancji XC. Obie wartości nieznacznie się od siebie różniły. Wartość XL = 31,60 Ω,
XC = 31,64 Ω. Różnica między tymi wartościami to 0,04 Ω. Teraz wyliczamy szerokość pasma przewodzenia szeregowego obwodu rezonansowego. Otrzymujemy ∆f = 4827,25 Hz. Mnożąc
UR13max = 4,19 V przez 0,707 otrzymuję 2,96 V. Pozwoli to na określenie częstotliwości granicznych. Częstotliwości te to frd = 2,78 kHz i frg = 8,84 kHz. Częstotliwości te pozwolą na określenie pasma przenoszenia. Dokonałem także pomiarów UR13 dla zadanych wartości częstotliwości: wyniki przedstawia tabela:
f [kHz] | 0,32 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
UR13 [V] | 0,33 | 1,05 | 2,12 | 3,13 | 3,92 | 4,18 | 4,02 | 3,65 | 3,27 | 2,94 | 2,65 |
Druga część eksperymentalna dotyczy równoległego obwodu rezonansowego. Częstotliwość rezonansowa pomierzona różni się nieznacznie od częstotliwości rezonansowej teoretycznej. Także
w tym przypadku jest to 0,03 kHz. Kolejnymi pomiarami jakich dokonujemy są pomiary spadków napięć na rezystorach R14 i R15. Otrzymałem wyniki: UR14 = 0,12 V, UR15 = 0,95 V. Następnie podłączamy zworę i znów mierzymy spadek napięcia na rezystorze R15. W tej konfiguracji układu UR15 = 0,85 V.
Dokonałem także pomiarów UR15 dla zadanych wartości częstotliwości: wyniki przedstawia tabela:
f [kHz] | 0,32 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
UR15 [V] | 4,12 | 4,01 | 3,64 | 2,93 | 1,81 | 0,95 | 1,8 | 2,74 | 3,39 | 3,83 | 4,1 |
Na wykresie widać wyraźną różnicę pomiędzy szeregowym i równoległym obwodem rezonansowym. Pasmo przewodzenia obwodu szeregowego jest szersze i mieści się w granicach od ok. 2,8 ÷ 8,99 kHz. Pasmo przewodzenia równoległego obwodu rezonansowego jest o wiele węższe. Zawiera się w przedziale od ok. 4,4 ÷ 5,6 kHz. Przy wzroście częstotliwości obydwa układy zachowują się jakby „przeciwnie” względem siebie. Kiedy napięcie w układzie szeregowym wzrasta to
w równoległym maleje. Sytuacja powtarza się tez w sytuacji odwrotnej.