Fiz rezonans, POLITECHNIKA CZ˙STOCHOWSKA


POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA

KATEDRA FIZYKI

Ćwiczenie nr 12

Temat: Badanie sprzężonych obwodów rezonansowych.

Wykonali:

MAKLES WOJCIECH FALKIEWICZ WOJCIECH

Sem.IV gr.1

czw. godz.1200 - 1400

1.Wstęp teoretyczny.

Częstotliwość, przy której reaktancja wypadkowa lub susceptancja wypadkowa obwodu jest równa zeru, nazywana jest częstotliwością rezonansową. Warunkiem rezonansu napięć (szeregowego) jest równość reaktancji indukcyjnej i pojemnościowej.

- częstotliwość rezonansowa obwodu szeregowego RLC

Ponieważ w stanie rezonansu X = 0, więc przy R = const.

Wobec tego natężenie prądu płynącego w obwodzie przy rezonansie osiąga wartość maksymalną

Impedancją falową nazywamy reaktancję indukcyjną lub pojemnościową obwodu przy częstotliwości rezonansowej

Dobroć obwodu Q wskazuje, ile razy napięcie na indukcyjności lub na pojemności jest większe od napięcia na zaciskach obwodu.

Warunkiem rezonansu prądów (równoległego) jest równość susceptancji indukcyjnej i pojemnościowej.

Ponieważ w stanie rezonansu B = 0, więc przy G = const. admitancja obwodu przyjmuje wartość minimalną

Wobec tego natężenie prądu zasilającego obwód przy rezonansie osiąga również wartość minimalną

Opór falowy obwodu określa następujący wzór

Dobroć Q obwodu równoległego określa stosunek prądu rezonansowego cewki lub kondensatora do prądu zasilania obwodu

Tłumienie obwodu określa się jako

Filtr elektryczny - jest to czwórnik , który służy do przepuszczania sygnałów o pewnej określonej częstotliwości lub pasma częstotliwości i tłumienia sygnałów o innych częstotliwościach.

Pasmem przepustowym - nazywamy zakres częstotliwości przepuszczanych przez filtr bez tłumienia (współczynnik tłumienia a = 0).

Pasmem tłumieniowym - nazywamy zakres częstotliwości tłumionych przez filtr (współczynnik tłumienia a > 0).

Częstotliwość graniczna - jest to częstotliwość , która oddziela pasmo przepustowe od pasma tłumieniowego.

Klasyfikacja filtrów

a) dolnoprzepustowy (przepuszcza sygnały w zakresie częstotliwości

od 0 do f1)

b) górnoprzepustowy (przepuszcza sygnały w zakresie częstotliwości

od f1 do ∞)

c) pasmowo przepustowy (przepuszcza sygnały w zakresie częstotliwości

od f1 do f2)

d) pasmowo zaporowy (przepuszcza sygnały w zakresie częstotliwości

od 0 do f1 i od f2 do ∞)

e) wielopasmowy (przepuszcza sygnały w kilku pasmach jednocześnie)

2.Schematy połączeń.

Schemat układu pomiarowego dla filtru pasmowego.

Połączenie oscyloskopu.

3.Tabele pomiarowe.

Pojem.

f

U

Pojem.

f

U

Pojem.

f

U

[μF]

[kHz]

[V]

[μF]

[Hz]

[V]

[μF]

[Hz]

[V]

0,01

0,05

1,2

1,6

0,83

1,1

0,72

0,1

2

1,7

0,59

1,2

0,42

0,15

2,2

1,8

0,42

1,3

0,28

0,2

2,2

1,9

0,3

1,4

0,18

0,25

2,1

2,0

0,21

1,5

0,12

0,3

2

2,2

0,11

1,6

0,08

0,35

1,9

2,4

0,08

1,7

0,05

0,4

1,8

2,6

0,05

1,8

0,05

0,45

1,75

2,8

0,03

1,9

0,02

0,5

1,68

3,0

0,01

2,0

0

0,6

1,55

0,05

0,05

2,7

0,1

0,05

2,2

0,7

1,45

0,1

3,4

0,1

3,3

0,8

1,35

0,15

3,72

0,15

3,75

0,9

1,28

0,2

3,95

0,2

4,0

1,0

1,2

0,25

3,58

0,25

4,23

1,1

1,15

0,3

2,95

0,3

4,45

1,2

1,1

0,35

2,5

0,35

2,9

1,3

1,08

0,4

2,35

0,4

3,3

1,4

1,04

0,45

2,42

0,45

3,82

1,5

1,03

0,5

2,52

0,5

4,42

1,6

1

0,6

2,78

0,6

4,65

1,7

1

0,7

3,08

0,7

2,98

1,8

1,02

0,8

3,22

0,8

1,58

1,9

1,02

0,9

2,92

0,9

0,82

2,0

1,05

1,0

2,25

1,0

0,48

2,2

1,1

1,1

1,58

1,1

0,28

2,4

1,08

1,2

1,05

1,2

0,18

2,6

0,95

1,3

0,7

1,3

0,12

2,8

0,7

1,4

0,46

1,4

0,08

3,0

0,45

1,5

0,31

1,5

0,06

3,2

0,28

1,6

0,18

1,6

0,03

3,4

0,18

1,7

0,14

1,7

0,01

3,5

0,12

1,8

0,09

1,8

0

0,03

0,05

2,1

1,9

0,07

0,3

0,05

2,45

0,1

2,5

2,0

0,05

0,1

3,65

0,15

2,68

2,2

0,04

0,15

3,7

0,2

2,9

2,4

0,02

0,2

4,0

0,25

2,56

2,6

0

0,25

4,4

0,3

2,35

0,07

0,05

1,2

0,3

4,8

0,35

2,1

0,1

1,4

0,35

5,1

0,4

2,08

0,15

1,78

0,4

4,6

0,45

2,05

0,2

2,0

0,45

4,1

0,5

2,08

0,25

2,26

0,5

3,52

0,6

2,1

0,3

2,42

0,6

1,32

0,7

2,1

0,35

2,5

0,7

0,55

0,8

2,18

0,4

2,65

0,8

0,25

0,9

2,25

0,45

2,88

0,9

0,13

1,0

2,3

0,5

3,18

1,0

0,08

1,1

2,28

0,6

3,75

1,1

0,05

1,2

2,12

0,7

3,9

1,2

0,03

1,3

1,85

0,8

3,06

1,3

0,02

1,4

1,5

0,9

1,92

1,4

0,01

1,5

1,15

1,0

1,18

1,5

0

4.Obliczenia.

Obliczenie częstotliwości rezonansowej.

Aby nastąpił rezonans elementów L i C0 musi mieć miejsce warunek , czyli

Po podstawieniu wartości otrzymujemy

Filtr traktuję jako czwórnik T , obliczam parametr łańcuchowy A

W celu wyznaczenia częstotliwości granicznych filtru porównujemy parametr A do jego wartości granicznych -1 i 1.

A

A

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Przyjmując wartości obliczone jako prawidłowe mamy

%

%

%

%

%

%

%

5.Wnioski.

W ćwiczeniu badaliśmy filtr pasmowy, w którym ω01 jest pulsacją rezonansową elementów L i C0 (gałęzi wzdłużnej). Wartość ω02 poza wielkościami L i C0 silnie zależy od pojemności kondensatora C. Dzięki temu możemy poprzez zmianę wartości tego kondensatora zmieniać parametry filtru - szerokość pasma przepuszczania. Najszersze pasmo przepuszczania osiągamy dla i wraz ze wzrostem pojemności kondensatora szerokość ta się zmniejsza. Przebieg charakterystyk napięcia wyjściowego w funkcji częstotliwości jest zgodny z zasadą działania filtru pasmowego. Częstotliwości powyżej i poniżej pasma przepustowego są silnie tłumione przez filtr. Zwiększając częstotliwość generatora możemy zaobserwować na oscyloskopie zmianę ukośnej linii w elipsę i odwrotnie. Obraz ukośnej linii powstaje, gdy kąt przesunięcia fazowego między napięciem wejściowym a wyjściowym równy jest wielokrotności nπ.Obraz okręgu , elipsy powstaje, gdy napięcia przesunięte są o kąt fazowy Porównując częstotliwości otrzymane z obliczeń oraz wartości pomierzone można stwierdzić, że wraz ze wzrostem wartości pojemności zwiększał się błąd względny procentowy częstotliwości progowych co spowodowane było tym, że pasmo przepustowe zmniejszało się a pomiary wykonywaliśmy w równych odstępach dla wszystkich wartości pojemności.

6.Wykresy.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Fiz Planck, POLITECHNIKA CZ˙STOCHOWSKA
Rezonans w obwodzie prądu przemiennego, POLITECHNIKA CZ˙STOCHOWSKA
wyznaczenie współczynnika indukcji1, POLITECHNIKA CZ˙STOCHOWSKA
Procesor 80386, POLITECHNIKA CZ˙STOCHOWSKA
Wyznaczanie współczynnika przewodnictwa temperaturowego, Politechnika Cz˙stochowska
Pomiar stałej siatki dyfrakcyjnej za pomocą spektrometru a, POLITECHNIKA CZ˙STOCHOWSKA
Regulacja predkosci silnika bocznikowego, POLITECHNIKA CZ˙STOCHOWSKA
Wyznaczanie długości fal podstawowych barw w widmie, POLITECHNIKA CZ˙STOCHOWSKA
Badanie kaskady zaworowej, Politechnika Cz˙stochowska
Badanie absorbcji energii promieniowania g w miedzi i w ołowiu, POLITECHNIKA CZ˙STOCHOWSKA
Badanie indukcyjnych urzadzen grzejnych, Politechnika Cz˙stochowska
Wyznaczanie widma promieniowania g, POLITECHNIKA CZ˙STOCHOWSKA
OP BADANIE WIDM OPTYCZNYCH PRZY POMOCY SPEKTROSKOPU, POLITECHNIKA CZ˙STOCHOWSKA
Generatory drgan sinusoidalnych, Politechnika Cz˙stochowska Wydzia˙ Elektryczny
Diody polprzewodnikowe, POLITECHNIKA CZ˙STOCHOWSKA
Pomiar przekladni transformatora, POLITECHNIKA CZ˙STOCHOWSKA
ELESKL, POLITECHNIKA CZ˙STOCHOWSKA
Badanie zgrzewarki doczolowej, POLITECHNIKA CZ˙STOCHOWSKA

więcej podobnych podstron