Badanie rezonansu napięć
W ćwiczeniu badamy rezonans napięć w układzie RLC ,który polega na tym , że przy określonej częstotliwości sygnału f0 , zwanej częstotliwością rezonansową , napięcie uL(t) na cewce oraz uC(t) na kondensatorze są równe co do modułu , a przeciwne co do znaku , wobec czego ich suma jest równa zero.
W układzie przedstawionym na rysunku za pomocą generatora G wytwarzamy napięcie o określonej amplitudzie i częstotliwości i za pomocą mierników badamy odpowiedź układu na owo wymuszenie.
I = 2 A
L = 3mH
C = 5μF
R = 30 i 100 Ω
WNIOSKI
Zjawisko rezonansu napięć w gałęzi szeregowej polega na tym, że przy określonej częstotliwości , zwanej częstotliwością rezonansową napięcia na cewce oraz napięcia na kondensatorze są równe co do modułu , a przeciwne co do znaku , wobec czego ich suma wektorowa jest zerem. Rezonans napięć wyrażamy za pomocą zależności .
W stanie rezonansu napięć dobroć cewki jest równa dobroci kondensatora , oznaczamy ją literą Q i nazywamy dobrocią obwodu szeregowego R,L,C w stanie rezonansu. Wobec tego dobroć jest to stosunek modułu napięcia na jednym z elementów reaktancyjnych w stanie rezonansu do modułu napięcia doprowadzonego: .
Widzimy również że:
- napięcie na kondensatorze osiąga maksimum dla częstotliwości mniejszej od częstotliwości rezonansowej
- napięcie na cewce osiąga maksimum dla częstotliwości większej od częstotliwości rezonansowej
- otrzymana teoretycznie wartość częstotliwości rezonansowej niewiele różni się od wartości otrzymanej z miernika częstotliwości.