WYŻSZA SZKOŁA EKONOMII I PRAWA W KIELCACH

Laboratorium elektrotechniki

Temat ćwiczenia:

Badanie obwodów zawierających elementy RLC

Wstęp

Opornik, rezystor (z łac. resistere, stawiać opór) - najprostszy element rezystancyjny, element bierny obwodu elektrycznego. Jest elementem liniowym: spadek napięcia jest wprost proporcjonalny do prądu płynącego przez opornik. Przy przepływie prądu zamienia energię elektryczną w ciepło. Występuje na nim spadek napięcia. W obwodzie służy do ograniczenia prądu w nim płynącego.

Cewka (zwojnica, solenoid, rzadziej induktor) jest biernym elementem elektronicznym i elektrotechnicznym. Cewka składa się z pewnej liczby zwojów drutu lub innego przewodnika nawiniętych np. jeden obok drugiego na powierzchni walca (cewka cylindryczna), na powierzchni pierścienia (cewka toroidalna) lub na płaszczyźnie (cewka spiralna lub płaska). Wewnątrz zwojów może znajdować się dodatkowo rdzeń z materiału diamagnetycznego lub ferromagnetycznego.

Kondensator to element elektryczny (elektroniczny) zbudowany z dwóch przewodników (okładek) rozdzielonych dielektrykiem. Doprowadzenie napięcia do okładek kondensatora powoduje zgromadzenie się na nich ładunku elektrycznego. Po odłączeniu od źródła napięcia ładunki utrzymują się na okładkach siłami przyciągania elektrostatycznego. Jeżeli kondensator jako całość nie jest naelektryzowany, to cały ładunek zgromadzony na obu okładkach jest jednakowy, co do wartości, ale przeciwnego znaku.

Rezonans jest to taki stan pracy obwodu elektrycznego, w którym reaktancja wypadkowa obwodu lub jego susceptancja wypadkowa jest równa zeru.Obwodami rezonansowymi są nazywane obwody elektryczne, w którym występuje zjawisko rezonansu.

W stanie rezonansu napięcie i prąd na zaciskach rozpatrywanego obwodu są zgodne w fazie, tzn. argument impedancji zespolonej obwodu lub admitancji zespolonej jest równy zeru (ϕ=0).

Obwód będący w stanie rezonansu nie pobiera ze źródła mocy biernej, a mówiąc ściśle następuje zjawisko kompensacji mocy. Moc bierna indukcyjna pobierana przez obwód jest równa mocy biernej pojemnościowej. Ponieważ, jak wiadomo, znaki mocy biernej, indukcyjnej i pojemnościowej są przeciwne, dlatego w warunkach rezonansu całkowita moc bierna obwodu też jest równa zeru.

Częstotliwość, przy której reaktancja wypadkowa lub susceptancja wypadkowa obwodu jest równa zeru, jest nazywana częstotliwością rezonansową i oznaczana f_r. Obwód elektryczny osiąga stan rezonansu, jeśli częstotliwość doprowadzonego do obwodu napięcia sinusoidalnego jest równa częstotliwości rezonansowej.

W zależności od sposobu połączenia elementów R,L,C, w obwodzie może wystąpić zjawisko rezonansu napięć lub zjawisko rezonansu prądów.

Schemat pomiarowy.

Tabela pomiarowa.

	|U|	|UR|	|UL|	|UC|	|I|	P	|Z|	R	RL	RC
	V	V	V	V	mA	W	Ω	Ω	Ω	Ω
R	0,7	1,3	0	0	0,6	0	1,4	2,5	0	0
L	5,6	0	4	0	2	0,07	2,50	0	2,4	0
C	1,3	0	0	0,35	0,2	0,13	7,5	0	0	1,50
RLC	7	0,58	4,45	0,06	3,6	0,08	1,77	0,16	1,3	0,02
RL	6	0,55	5	0	2,2	0,08	2,72	0,25	2,28	0
RC	1,45	1,28	0	0,28	0,7	0,26	3,6	2,46	0	0,76
LC	5,4	0	5	0,06	0,35	0,06	39,3	0	34,3	0,5

3

---