POLITECHNIKA LUBELSKA
LABORATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHNIKI			Ćwiczenie nr 6
TEMAT: OBWODY Z ELEMENTAMI RLC			DATA: 05.03.2002
Sławomir Bzoma Bartosz Wieczorek Krzysztof Caban		ED 2.6	OCENA:

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie:

1. kąta fazowego impedancji na podstawie obrazu otrzymanego na ekranie oscyloskopu

2. parametrów impedancji zastępczej

Spis przyrządów:

A kl. 0.5 nr 1308260.76 zakr. 1A

A kl. 0.5 nr 1308244.76 zakr. 0.6A

A kl. 0.5 nr 1308132.76 zakr. 1A

A kl. 0.5 nr 3051189 zakr. 1A

W kl. 0.5 nr 3804174/75 zakr. 100,200 W

V kl. 0.5 nr 2212443/74 zakr. 150,300 V

1. 
   Wyznaczanie parametrów impedancji zastępczej:

Z	Lp.	Pomiary				Obliczenia
				U	I	φ	cosφ	Z	R	X		P
				V	A	°	---	Ω	Ω	Ω		W
	Z1	1	71 92 133	0,32 0,41 0,58	62,5 62,6 60,2	0,531 0,530 0,562	221,87 224,39 231,30	117,187 118,977 130,057	188,403 190,251 191,277		12 20 43
		2
		3
		Średnie			61,8	0,54	225,85	122	189,97
	Z2	1	138 195 253	0,425 0,58 0,74	77,3 80,03 80,06	0,222 0,159 0,160	324,70 336,21 341,89	71,972 53,507 54,785	316,63 331,92 337,47		13 18 30
		2
		3
		Średnie			79,13	0,18	334,26	60,1	328,7
	Z3	1	18 33 41	0,5 0,71 0,93	45,41 45,28 45,54	0,988 0,981 0,996	36 46,48 44,09	35,6 45,63 43,94	5,35 8,86 3,64		8,9 23 38
		2
		3
		Średnie			45,41	0,99	42,18	41,72	5,95

Cosinus kąta ϕ wyznaczamy na podstawie pomiaru mocy ze wzoru P=UIcosϕ.

ϕ = arc cosϕ Z=U/I R=Zcosϕ X=Zsinϕ

W punktach b, c i d elementy rezystancyjne i pojemnościowe traktujemy jako idealne, jako odbiornika indukcyjnego używamy cewkę o kącie fazowym zmierzonym w punkcie a.

Wykres wskazowy i trójkąt impedancji dla Z­₁:

Wykres wskazowy i trójkąt impedancji dla Z₂:

Wykres wskazowy i trójkąt impedancji dla Z₃:

b) Szeregowe połączenie elementów RLC:

Lp.	Pomiary
	U	I	U1	U­2	U3	U4	ϕ		P
	V	A	V	V	V	V	°		W
1 2 3	82 150 192	0,25 0,43 0,54	10 13 12	52 95 130	72 120 177	36 65 42	50,38 47,27 47,48		17 59 96
ϕśr		48,37

Lp.	Obliczenia
	Z	Z1	ϕ1	Z2	ϕ2	R­2	X2	Z3	ϕ3	Z4	ϕ4	ZOBL
	Ω	Ω	°	Ω	°	Ω	Ω	Ω	°	Ω	°	Ω
1 2 3	328 652,2 355,6	40 56,5 22,2	0 0 0	208 413 240,7	61,8 61,8 61,8	106,8 113,4 123,6	178,51 189,61 206,61	288 279,1 327,8	90 90 90	144 151,2 77,8	0 0 0	559,27
Śr.	344,13	30,82	0	223,22	61,8	114,7	191,58	298,3	90	124,3	0

Z­₁=R₁ Z₃=X₃ Z₄=R₄

Z_K=U_K/I R_K=Z_Kcosϕ_K X_K=Z_Ksinϕ_K

Wykres wskazowy i trójkąt impedancji :

Jak widać na powyższym rysunku II prawo Kirchhoffa (suma wartości zespolonych napięć występujących w oczku, zarówno źródłowych, jak i odbiornikowych wszystkich gałęzi , jest równa zeru) dla przeprowadzonego doświadczenia jest słuszne.

c) Równoległe połączenie elementów RLC:

Lp.	Pomiary
	U	I	I1	I2	I3	I4	ϕ		P
	V	A	A	A	A	A	°		W
1 2 3	15 30 39	0,5 0,71 0,95	0,44 0,64 0,85	0,06 0,085 0,115	0,85 0,12 0,16	0,12 0,17 0,225	48,48 62,6 62,18		5 10 17
ϕśr		57,75

Lp.	Obliczenia
	Y	Y1	ϕ1	Y3	ϕ3	G3	B3	Y2	ϕ2	Y4	ϕ4	YOBL
	mS	mS	°	mS	°	mS	mS	mS	°	mS	°	mS
1 2 3	0,033 0,024 0,024	0,0293 0,0213 0,0218	0 0 0	0,0567 0,004 0,0041	61,8 61,8 61,8	0,0291 0,0021 0,0024	0,0487 0,0034 0,0033	0,004 0,0028 0,003	90 90 90	0,008 0,0055 0,0058	90 90 90	0,0453
Śr.	0,0271	0,0242	0	0,0033	61,8	0,0112	0,0185	0,0033	90	0,0065	90

Y₁ = G₁ Y₂ = B₂ Y₄ = B₄

Y_K = I_K / U_K R_K=Z_Kcosϕ_k X_K=Z_Ksinϕ_k

Wykres wskazowy i trójkąt przewodności:

I prawo Kirchhoffa (suma skutecznych wartości zespolonych w węźle jest równa zeru) dla przeprowadzonego doświadczenia jest słuszne, co widać na powyższym rysunku.

d) Mieszane połączenie elementów RLC:

Lp.	Pomiary
	U	U1	U2	I	I1	I2	ϕ		P
	V	V	V	A	A	A	°		W
1 2 3	80 113 155	73 104 142	11 14 21	0,32 0,45 0,6	0,3 0,425 0,58	0,08 0,11 0,15	73,18 72,26 72,51		7,5 16 30
ϕśr		72,65

Lp.	Obliczenia
		Z	Z1	ϕ1	R1	X1	Z2=R­2	ϕ2	R3=Z3	ϕ3	ZOBL
		Ω	Ω	°	Ω	°	Ω	Ω	Ω	°	Ω
1 2 3	250 251,1 258,3	228,1 231,1 236,7	71,46 70,56 69,38	73,24 79,01 83,33	216,05 217,19 221,51	36,7 32,9 36,2	0 0 0	137,5 127,3 140	0 0 0	231,945
Śr.	253,15	231,9	70,47	78,53	218,25	35,272	0	134,92	0

Wykres wskazowy prądów i napięć:

---