LABOLATORIA Z PODSTAW ELEKTROTECHNIKI		PAŃSTWOA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W LESZNIE
Rok akademicki: 2002/2003	Studia dzienne Semestr: III	Temat: Elementy RLC w obwodzie prądu sinusoidalnie zmiennego
Imię i nazwisko: Przemysław Raburski
				Ćwiczenie wykonano: 28.10.2002	Sprawozdanie oddano: 25.11.2002	Ocena:

1.Szeregowe połączenie elementów RLC.

1. schemat połączeń:

b) tabela wyników i pomiarów:

	Prąd główny	Napięcie wejściowe	Napięcie na rezystorze	Napięcie na cewce	Napięcie na kondensa		Z obliczeń
Lp.	I	U	U1	U2	U3	U2-U3		U
		mA	V	V	V	mV	V		V
1	9,85	10	9,7	1,3	5,5	1,2945		9,786
2	28,5	30	29	4,5	15,9	4,4841		29,345
3	47,6	50	48,9	7,9	28,5	7,8715		49,529
4	66,7	70	68,5	11,3	45,3	11,2547		69,418
5	85,6	90	88,1	14,6	54	14,5460		89,293

2.Równoległe połączenie elementów RLC.

a) schemat połączeń:

b) tabela wyników i pomiarów:

	Napięcie wejściowe	Prąd główny	Prąd na rezystorze	Prąd na cewce	Prąd na kondensa		Z obliczeń
Lp.	U	I	I1	I2	I3	I2-I3		I
		V	mA	mA	mA	mA	mA		mA
1	10	10,34	32,8	60,2	32,3	27,9		43,061
2	20	20,12	63,3	116,7	63,5	53,2		82,687
3	30	29,80	93,2	172,5	94,4	77,6		121,276
4	40	39,7	123,1	226,4	125,5	100,9		159,167
5	50	49,9	153,1	281,6	157,3	124,3		197,128
6	60	59,9	183,5	337,9	189,1	148,8		236,249

3.Mieszane połączenie elementów RLC.

a) schemat połączeń:

b) tabela wyników i pomiarów:

	Prąd główny	Prąd na R	Prąd na C	Napięcie zasilające	Spadek U na cewce	Spadek U pomiędzy CR	Z obliczeń
Lp.	I	I1	I2	U	U1	U2	U	I	Z
		mA	mA	mA	V	V	V	V	A	Ω
1	66	6	50	10	11,2	22,5	9,94	0,07	89,4 - j110,5
2	130	12,2	110	20	22,6	45,8	19,88	0,14	89,4 - j110,5
3	195	18,6	170	30	34,2	71,7	29,82	0,21	89,4 - j110,5
4	258	24,9	230	40	46	95	39,76	0,28	89,4 - j110,5
5	326	31,4	300	50	58,1	121,5	49,7	0,35	89,4 - j110,5

4. Obliczanie impedancji zastępczej Z dla:

• dla obwodu pierwszego:

Z = R + jX_L - jX_C = ( 1033 - j138 ) Ω

• dla obwodu drugiego:

, Z = (1033 - j414.8)Ω

• dla obwodu trzeciego:

5. Wykresy wskazowe.

• dla obwodu pierwszego:

• 
  
  
  
  
  
  
  dla obwodu drugiego:

• dla obwodu trzeciego:

6. Obliczanie kątów przesunięcia fazowego pomiędzy napięciem a prądem;

• dla obwodu pierwszego:

ϕ = ϕ_u - ϕ_i = 90° -97,6° = - 7,6°

• dla obwodu drugiego:

ϕ = ϕ_u - ϕ_i = 90° -111,8° = - 21,8°

• 
  
  
  
  dla obwodu trzeciego:

ϕ = ϕ_u - ϕ_i = 90° -141° = - 51°

przy czym przyjąłem, że ϕ_u = 90°

7. Wnioski:

• Przed rozpoczęciem ćwiczenia musieliśmy obliczyć wartość cewki, gdyż nie była ona podana. Jako dane mieliśmy ilość zwoi, wartość prądu przepływającego przez cewkę oraz napięcia, które na niej występuje. Otrzymany wynik obliczeń to: L = 0,576 H,

X_L = 180 Ω.( R = 1033 Ω, C =
).

• Zgodnie z II prawem Kirchhoffa suma napięć źródłowych równa się sumie napięć odbiornikowych. W naszym przypadku ( przy szeregowym połączeniu elementów RLC ) możemy przyjąć, że prawo to zostało spełnione. Suma napięć odbiornikowych jest minimalnie większa od napięć źródłowych. Może to być spowodowane błędami nieuniknionymi, które występują podczas pomiarów: niedokładność odczytu z przyrządów pomiarowych, itp.

• Zgodnie z I prawem Kirchhoffa suma prądów wpływających do węzła równa się sumie prądów od niego odpływających. W naszym przypadku ( przy połączeniu równoległym elementów RLC ) nie do końca prawo to się spełniło, gdyż suma prądów odpływających od węzła przekracza i to znacznie prąd do niego wpływający. Powstanie tych błędów nie umiemy wyjaśnić. Wnioskujemy, że nie są one skutkiem wystąpienia błędów podczas pomiaru, które są nieuniknione. Nie są one jednak tak znaczne jak w naszym przypadku i zwykle nie wpływają w dużym stopniu na wynik.

• Z powyższego wynika więc, że prąd główny zmierzony przez urządzenie pomiarowe

( amperomierz ) jest czterokrotnie mniejszy od prądu głównego uzyskanego z dokonanych przez nas obliczeń ( może to być spowodowane uszkodzeniem miernika ).

• W przypadku połączenia mieszanego elementów RLC możemy przyjąć , że I prawo Kirchhoffa zostało spełnione ponieważ prąd główny przepływający przez cewkę w przybliżeniu równa się sumie prądów przepływających przez rezystor i kondensator. Różnica ta wynika prawdopodobnie z błędów pomiarowych: wartość prądu wyświetlana na mierniku cały czas skakała ( zmieniała się ) więc staraliśmy się odczytać wartość średnią.

I

U_R=R I

I

I

U_c=X_cI

U_L=X_LI

U_L=X_LI

U_L=X_LI

U_L=X_LI

U = ZI

I=Y U

I_R=G U

I_C=B_C U

I_L=B_L U

U

U

I_C

I_R

I=I_L

U

U_L

U_R =U_C