PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W ELBLĄGU INSTYTUT POLITECHNICZNY LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI
Grupa dziekańska/ podgrupa ćwiczeniowa: 2	Tytuł ćwiczenia: REZONANS NAPIĘĆ I REZONANS PRĄDÓW
Skład grupy: 1. Cabaj Krzysztof 2. Cisek Maciej 3. Feszak Andrzej	Data wykonania 12.XI.2007 /data oddania: 19.XI.2007
		Ocena:

1. Opis wykonywanego ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest eksperymentalne wyznaczenie charakterystyk częstotliwościowych obwodów rezonansowych: szeregowego i równoległego i porównanie tych charakterystyk z charakterystykami wyznaczonymi analitycznie. Obserwacja przesunięć napięć i prądów na oscyloskopie. Badany obwód jest zasilany z sieci prądu przemiennego poprzez autotransformator. Zakres ćwiczenia obejmuje:

 przygotowanie do ćwiczenia polegające na analitycznym wyznaczeniu charakterystyk

częstotliwościowych obwodów rezonansowych: szeregowego i równoległego dla założonych

parametrów obwodów szeregowego i równoległego, obliczeniu dobroci i szerokości pasma

przepuszczania obwodu oraz wykonaniu wykresu wskazowego napięć i prądów,

 połączenie obwodu na stole laboratoryjnym według podanego schematu,

 wykonanie pomiarów napięć i prądów w funkcji częstotliwości zgodnie z wytycznymi podanymi w punkcie 3,

 włączenie do oscyloskopu w celu obserwacji i pomiaru napięć i prądów i przesunięć pomiędzy nimi,

 porównanie wyników pomiarów z wynikami obliczeń,

 opracowanie sprawozdania i wniosków wynikających z ćwiczenia.

2. Schemat układu:

a)

b)

3. Wykaz i dane znamionowe elementów użytych do ćwiczenia.

1. Multimetr analogowy UM-112B x5

2. Multimetr analogowy UM-111

3. Opornik dekadowy typ OD-2-D4b x2

4. Kondukcyjność dekadowa typ CD-5b

5. Indukcyjność dekadowa LD-5C

6. Generator DF 1641A

4. Wyniki pomiarów

a)Schemat pomiarowy szeregowego obwodu rezonansowego RLC

f[Hz]	I[mA]	U[V]	UR[V]	URLV]	UC[V]
50	2	7,8	0,2	0,1	7,2
99	4,6	7,8	0,7	0,2	7,2
200	8,6	7,7	1,5	0,6	6,85
445	16,3	7,3	2,9	1,2	5,6
1510	23	6,6	4,2	2,8	2,2
5520	16,2	7,3	3	6	0,4
20000	5,6	7,8	0,95	7,6	0,02

b) Schemat pomiarowy równoległego obwodu rezonansowego RLC

f[Hz]	I[mA]	U[V]	UR[V]	URLV]	UC[V]
100	26	1,3	7	21	5
1510	20	1,6	8	16	18
3000	30	1,6	8	10	24
10000	48	0,6	3	4	46

5. Uwagi i wnioski:

Pasmo przepuszczania:

Pasmo przepuszczania jest to zakres częstotliwości w pobliżu częstotliwości rezonansowej, którego granice stanowi spadek napięcia lub prądu o 3dB (o 0,707 razy).

- dla rezonansu szeregowego pasmo przepuszczania odczytujemy z wykresu zależności prądu od częstotliwości, zaś dla rezonansu równoległego z wykresu zależności napięcia od częstotliwości,

- dla rezonansu szeregowego dolna częstotliwość graniczna f wynosi 445Hz, zaś górna częstotliwość graniczna wynosi 5520Hz,

- dla rezonansu równoległego udało nam się zdjąć jedynie górną częstotliwość graniczną wynoszącą 5000Hz, gdyż wykonanie ćwiczenia było bardzo utrudnione przez uszkodzone styki dwóch amperomierzy.

- na wykresie fazorowym zarówno rezonansu szeregowego jak i równoległego geometryczne sumy napięć i prądów w znacznym stopniu różniły się od wypadkowych wartości zmierzonych, przyczynami mogły być:

• złe styki przyrządów pomiarowych,

• przesunięcia fazowe prądów i napięć mniejsze od 90° (oprócz pojemności i indukcyjności występuje również rezystancja uzwojeń cewki oraz straty w dielektryku kondensatora),

- ze względu na dużą rezystancję R w obwodzie, dobroć układu rezonansowego szeregowego była mniejsza od jedności, przez co nie można było dostrzec lawinowego wzrostu wartości napięcia lecz jest to proces niebezpieczny grożący uszkodzeniem elementów

- Przy częstotliwości rezonansowej, zarówno napięcia na cewce i kondensatorze (rezonans szeregowy) jak i prądy cewki i kondensatora (rezonans równoległy) nie były sobie równe i równe wartości obliczonej. Może to wynikać z faktu niedokładnego dobrania częstotliwości rezonansowej, która (jak wynika z porównania wartości prądu i napięcia dla cewki i kondensatora) powinna być nieco niższa.

---