|
Ćwiczenie laboratoryjne nr 6 |
|
|
Rezonans w obwodach elektrycznych. |
Ocena: |
Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się ze zjawiskiem rezonansu w obwodach elektrycznych.
2. Schemat układu do badania rezonansu elektrycznego w obwodzie szeregowym RLC.
G - generator napięcia sinusoidalnego
f - częstościomierz
V1, V2 - woltomierze
RN - opór nominalny (1 Ω z błędem względnym mniejszym od 0,1 %)
Tabele pomiarowe
f [Hz] |
Urn [mV] |
Ur [V] |
Ul [V] |
Uc [V] |
I [mA] |
333 |
29,11 |
1,54 |
1,17 |
5,96 |
1,51 |
388 |
35,78 |
1,90 |
1,67 |
6,33 |
1,86 |
427 |
41,19 |
2,19 |
2,10 |
6,64 |
2,15 |
486 |
50,49 |
2,68 |
2,92 |
7,17 |
2,63 |
540 |
60,50 |
3,22 |
3,89 |
7,73 |
3,16 |
594 |
71,37 |
3,81 |
5,08 |
8,30 |
3,74 |
648 |
81,57 |
4,35 |
6,35 |
8,70 |
4,27 |
703 |
89,08 |
4,75 |
7,52 |
8,72 |
4,66 |
756 |
91,60 |
4,89 |
8,34 |
8,37 |
4,80 |
811 |
89,48 |
4,78 |
8,72 |
7,61 |
4,69 |
861 |
84,51 |
4,52 |
8,73 |
6,78 |
4,44 |
918 |
77,74 |
4,15 |
8,54 |
5,85 |
4,07 |
970 |
71,34 |
3,81 |
8,28 |
5,08 |
3,74 |
1035 |
64,24 |
3,44 |
7,93 |
4,29 |
3,38 |
1087 |
59,23 |
3,17 |
7,67 |
3,76 |
3,11 |
1130 |
55,61 |
2,98 |
7,47 |
3,40 |
2,92 |
Maksymalne wartości napięcia na poszczególnych elementach układu
UR max = 4,89 V dla f = 756 Hz
UL max = 8,72 V dla f = 861 Hz
UC max = 8,73 V dla f = 703 Hz
Obliczenia
Częstotliwość rezonansowa dla układu szeregowego: f0=756 Hz; ω0=4750 rad
Szerokość pasma Δω=2769 rad
Tłumienie obwodu:
Dobroć układu
Częstotliwość przy której występuje maksymalnej napięcie na cewce
Częstotliwość przy której występuje maksymalnej napięcie na kondensatorze
Krotność przepięcia na cewce (przy fl=829,8 Hz)
Krotność przepięcia na kondensatorze (przy fc=688 Hz)
Wnioski
W obwodzie szeregowym przepięcie na cewce występuje przy częstotliwości fl=829,8 Hz, krotność tego przepięcia równa jest 1,73. Na kondensatorze przepięcie występuje przy częstotliwości fc=688 Hz, a krotność tego przepięcia jest praktycznie równe krotności przepięcia na cewce. Rezonans w tym obwodzie wystąpił przy f0=756 Hz, tzn. że napięcie Ul i Uc były równe właśnie przy tej częstotliwości. Podczas zjawiska rezonansu prąd płynący w obwodzie jest maksymalny.
Zjawisko rezonansu ma swoje zalety i wady. Zaletą jest wielka pomoc w technice wielkich częstotliwości (generatory), przekazywanie wielu sygnałów za pomocą jednej linii. Wadą jest przypadkowe wystąpienie w technice elektro-energetycznej.