ZSE w Rzeszowie |
Pracownia elektryczna |
1999/2000 |
|
Sprawozdanie z ćw. nr 12 |
Badanie równoległego obwodu z elementami RLC - rezonans prądów.
|
II e |
|
08.12.1999r. |
Piotr Madej |
|
|
I. Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest zdobycie umiejętności równoległego łączenia obwodu z elementami RLC, zbadanie jego właściwości i zachodzących w nim zjawisk.
II. Wskazówki BHP:
Podczas wykonywania ćwiczenia należy zachować wszelkie środki ostrożności zabezpieczające przed wypadkiem. Moment nieuwagi może spowodować trwałe kalectwo, a nawet śmierć.
Przed przystąpieniem do wykonania ćwiczenia należy sprawdzić czy znajdujące się na stanowisku pracy przyrządu i urządzenia nie posiadają widocznych uszkodzeń.
Wszelkie nieprawidłowości i wątpliwości należy jak najszybciej zgłaszać profesorowi.
Po zezwoleniu profesora można przystąpić do pracy.
Podczas wykonywania ćwiczenia starać się nie dopuszczać do przeciążeń jakichkolwiek przyrządów.
Jeden z uczniów stanowiących grupę powinien zajmować miejsce w pobliżu wyłącznika zasilania.
Przed dołączeniem do sieci całego obwodu należy sprawdzić jego poprawność.
Spis przyrządów:
Multimetr M - 3800
Multimetr M - 3800
Multimetr M - 3650
Rezystor dekadowy
Kondensator dekadowy o pojemności: 9,3μF ; 2,9μF ; 2,9μF ; 5,9μF ; 3,9μF
Cewka bezrdzeniowa o dwóch uzwojeniach L1 = 39,1mH i L2 = 86mH
Generator 289/E
Przebieg ćwiczenia:
Przeprowadzić analizę równoległego obwodu zawierającego elementy R, L ,C przy zmianie częstotliwości napięcia zasilającego dla dwóch przypadków:
U = const b.) J = const
Dla każdego z przypadków należy wykonać pomiary U, J, JL, JC dla dwóch wartości rezystancji R.
Y = J/U
BC = JC/U
BL = √ YL2 - GL2
YL = JL/U
GL = 1/(RL + R)
U = 5V
C = 2,9μF L = 39,1mH RL = 9,22 Ω U = 5V R = 10Ω |
||||||
f |
J |
JL |
JC |
BL |
BC |
Y |
Hz |
mA |
mA |
mA |
Ω |
Ω |
Ω |
250 |
50,8 |
71,0 |
21,3 |
14,20 |
4,26 |
10,16 |
300 |
35,8 |
60,1 |
25,7 |
12,02 |
5,14 |
7,16 |
350 |
22,3 |
51,0 |
30,7 |
10,20 |
6,14 |
4,46 |
400 |
14,3 |
45,8 |
34,5 |
9,16 |
6,9 |
2,86 |
460 |
8,0 |
39,9 |
39,9 |
7,98 |
7,98 |
1,60 |
500 |
10,2 |
36,6 |
43,6 |
7,32 |
8,72 |
2,04 |
550 |
15,8 |
33,5 |
47,8 |
6,70 |
9,56 |
3,16 |
600 |
22,3 |
30,7 |
52,3 |
6,14 |
10,46 |
4,46 |
650 |
30,0 |
27,9 |
57,6 |
5,58 |
11,52 |
6,00 |
700 |
35,4 |
26,2 |
61,5 |
5,24 |
12,30 |
7,08 |
C = 2,9μF L = 39,1mH RL = 9,22 Ω U = 5V R = 50Ω |
|
|
|
|
|
|
||||||
f |
J |
JL |
JC |
BL |
BC |
Y |
||||||
Hz |
mA |
mA |
mA |
Ω |
Ω |
Ω |
||||||
250 |
39,0 |
52,3 |
21,2 |
10,46 |
4,24 |
7,8 |
||||||
300 |
32,0 |
47,6 |
25,3 |
9,52 |
5,06 |
6,4 |
||||||
350 |
25,4 |
43,2 |
29,8 |
8,64 |
5,96 |
5,08 |
||||||
400 |
20,8 |
39,5 |
34,1 |
7,90 |
6,82 |
4,16 |
||||||
435 |
19,2 |
37,2 |
37,2 |
7,44 |
7,44 |
3,84 |
||||||
500 |
20,1 |
33,1 |
43,2 |
6,62 |
8,64 |
4,02 |
||||||
550 |
23,3 |
30,7 |
47,5 |
6,14 |
9,50 |
4,66 |
||||||
600 |
28,1 |
28,3 |
52,2 |
5,66 |
10,44 |
5,62 |
||||||
650 |
33,7 |
26,3 |
57,0 |
5,26 |
11,40 |
6,74 |
||||||
700 |
37,4 |
24,9 |
60,6 |
4,98 |
12,12 |
7,48 |
||||||
J = 15mA
C = 2,9μF L = 39,1mH RL = 9,22 Ω J = 15mA R = 10Ω |
|
|
|
|
|
|
||||||
f |
U |
JL |
JC |
BL |
BC |
Y |
||||||
Hz |
V |
mA |
mA |
Ω |
Ω |
Ω |
||||||
250 |
1,5 |
21,2 |
6,4 |
14,13 |
4,26 |
10 |
||||||
300 |
2,1 |
25,1 |
10,5 |
11,95 |
5,0 |
7,14 |
||||||
350 |
3,2 |
33,0 |
19,1 |
10,31 |
5,96 |
4,68 |
||||||
400 |
5,1 |
47,8 |
35,8 |
9,37 |
7,02 |
2,94 |
||||||
460 |
9,0 |
73,6 |
73,6 |
8,17 |
8,17 |
1,66 |
||||||
500 |
7,4 |
55,5 |
65,3 |
7,50 |
8,82 |
2,02 |
||||||
550 |
4,8 |
32,3 |
45,8 |
6,73 |
9,54 |
3,12 |
||||||
600 |
3,3 |
20,5 |
34,9 |
6,21 |
10,57 |
4,54 |
||||||
650 |
2,6 |
14,9 |
29,5 |
5,73 |
11,34 |
5,76 |
||||||
700 |
2,1 |
11,1 |
25,9 |
5,28 |
12,33 |
7,14 |
||||||
C = 2,9μF L = 39,1mH RL = 9,22 Ω J = 15mA R = 50Ω |
|
|
|
|
|
|
||||||
f |
U |
JL |
JC |
BL |
BC |
Y |
||||||
Hz |
V |
mA |
mA |
Ω |
Ω |
Ω |
||||||
250 |
1,8 |
19,9 |
8,0 |
11,05 |
4,44 |
8,33 |
||||||
300 |
2,3 |
22,2 |
11,6 |
9,65 |
5,04 |
6,52 |
||||||
350 |
2,9 |
25,5 |
17,4 |
8,80 |
6,0 |
5,17 |
||||||
400 |
3,5 |
28,4 |
24,4 |
8,11 |
6,97 |
4,28 |
||||||
435 |
3,9 |
29,0 |
29,0 |
7,43 |
7,43 |
3,84 |
||||||
500 |
3,7 |
24,7 |
32,0 |
6,67 |
8,64 |
4,05 |
||||||
550 |
3,2 |
20,2 |
30,7 |
6,31 |
9,59 |
4,68 |
||||||
600 |
2,7 |
14,8 |
27,5 |
5,48 |
10,18 |
5,55 |
||||||
650 |
2,2 |
11,6 |
25,3 |
5,27 |
11,50 |
6,81 |
||||||
700 |
1,9 |
9,7 |
23,7 |
5,10 |
12,47 |
7,89 |
||||||
V. Wnioski:
1. W tym ćwiczeniu chcieliśmy doprowadzić do rezonansu prądów. Polega on na tym, że przy pewnej częstotliwości , zwanej częstotliwością rezonansową prąd na kondensatorze (JC) i prąd na cewce (JL) są równe co do wartości.
2. Możemy tutaj łatwo zauważyć, że częstotliwość ma duży wpływ na zmiany napięcia dla J = const. Wraz ze wzrostem częstotliwości wzrasta napięcie - jednak dzieje się tak tylko do miejsca w którym otrzymujemy rezonans prądów. Po przekroczeniu tego rezonansu wartość napięcia zaczyna spadać.
3. Zmiana częstotliwości ma także wpływ na prąd dla U= const. Gdy częstotliwość rośnie prąd maleje - jednak dzieje się tak tylko do miejsca w którym otrzymujemy rezonans prądów. Po jego przekroczeniu wartość prądu zaczyna rosnąć.
4. Możemy również zauważyć, że zarówno dla J = const jak i dla U = const przy wzroście częstotliwości maleje susceptancja indukcyjna i rośnie susceptancja pojemnościowa.
5. Wraz ze wzrostem częstotliwości admitancja (Y) maleje, aż do miejsca w którym zachodzi rezonans prądów. Przy częstotliwości większej od rezonansowej admitancja zaczyna wzrastać.
6. Obwody rezonansowe stosowane są do wydzielenia przebiegów elektrycznych o żądanych częstotliwościach (w filtrach nadajników i odbiorników radiowych, telewizyjnych i innych).
VI. Wykresy: