Politechnika Poznańska
Ćw. nr 2 Obwody elektryczne prądu sinusoidalnie zmiennego.
Wydział BMiZ Gr. M3

1.Wstęp

Dla każdego obwodu prądu sinusoidalnego prawdziwe są prawa Kirchhoffa:

I prawo Kirchhoffa:

W każdym węzle obwodu elektrycznego suma natężeń prądów wpływających do węzła jest równa sumie natężeń wypływających z węzła.

II prawo Kirchhoffa:

W dowolnym oczku obwodu elektrycznego suma algebraiczna sił elektromotorycznych( napięć źródłowych jest równa sumie algebraicznej spadków napięć na rezystancjach tego oczka.

2.Obliczenia:

 Szeregowe połączenie

R=145 Ω L=0,7 H C=10 μF

 
Obliczenia idealne:

R = 213Ω

Obliczenie na podstawie pomiarów parametrów R, L, C oraz kąta przesunięcia fazowego między napięciem i prądem dla 5.

 

Wykres wskazowe napięcia i prądu dla pomiaru 5.

U_C U_L

I

Trójkąty oporów, napięć i mocy dla obwodu szeregowego.

Równoległe połączenie

R=145 Ω, L=0.7 H, C=10 mF

Idealne:

Obliczenia dla 5.

Wykres wskazowy dla równoległego połączenia elementów R, L, C:

I_L I_C

U

I_L

Trójkąt natężeń dla obwodu równoległego.

3. Wnioski: 

Ćwiczenie miało za zadanie potwierdzić prawa Kirchhoffa w obwodach prądu sinusoidalnie zmiennego. Ukazało nam też zjawisko rezonansu. Rezonans napięć w układzie szeregowym zachodzi wtedy gdy w obwodzie prądu sinusoidalnie smiennego, złożonego z elementów R,L,C, napięcie na cewce i kondensatorze są równe lecz mają przeciwne zwroty. Dla naszych obliczen ten rezonans zachodzi dla 2 pomiaru w połączeniu szeregowym.

Przy połączeniu szeregowym układ ma charakter rezystancyjno - pojemnościowy ponieważ napięcie na kondensatorze jest co do wartości większe niż występujące na cewce, czyli prąd płynący w układzie wyprzedza napięcie zasilające.

Zmierzone wartości napięcia U odbiegają od wartości obliczonych. Głównym tego powodem jest to, że elementy L i C nie były idealne więc posiadały oprócz reaktancji, również własną rezystancję co powodowało że wartości wskazywane przez mierniki były wartościami wypadkowymi dla rezystancji i reaktancji danego elementu, więc były większe niż gdyby wskazywały tylko wartości dla reaktancji.

Ćwiczenie to potwierdziło, że w obwodzie prądu sinusoidalnie zmiennego rezystor nie przesuwa prądu w fazie względem napięcia, cewka powoduje, że napięcie na cewce wyprzedza prąd, natomiast dla kondensatora napięcie na nim opóźnia się względem prądu.