R L C
Politechnika Lubelska |
Laboratorium elektrotechniki |
|||
|
Ćwiczenie nr. |
|||
Czuryłowski Krzysztof Gajda Wojciech Kędzierski Marcin |
Semestr II |
Grupa EDi2.1 Gr.3 |
1997/98 |
|
Temat: Rezonans w obwodach elektrycznych |
98.05.22 |
|
||
Temat: Rezonans w obwodach elektrycznych.
Cel ćwiczenia: celem naszego ćwiczenia jest wykreślenie zależności UC =F1(f), URL=F2(f), I=F3(f) oraz Z=F4(f), Xl=F5(f), Xc=F6(f) (dla pierwszego układu) połączeń oraz na podstawie wykresów Z=F(f) i I=F(f) określić tłumienie dla badanych obwodów rezonansowych (dla drugiego układu).
Spis przyrządów:
Generator częstotliwości PO-27 E1664.1/4324
Amperomierz WSInż EP-43-3-716
Woltomierz V561A 41870
Układ do pomiaru charakterystyk częstotliwościowych szeregowego obwodu R,L,C.
R L C
A
VL VC
G UZ UZ
Tabela wyników:
C=10μF L=1.17H |
|||||||||
Lp. |
UZ |
f |
I |
URL |
UC |
Z |
XC |
XL |
R |
|
V |
Hz |
mA |
V |
V |
Ω |
Ω |
Ω |
Ω |
1. |
5 |
20 |
4.8 |
1.1 |
5.5 |
915.8 |
1145 |
229.2 |
0 |
2. |
|
25 |
6.0 |
1.8 |
6.0 |
700.0 |
1000 |
300.0 |
|
3. |
|
30 |
10.0 |
2.8 |
6.8 |
400.0 |
680.0 |
280.0 |
|
4. |
|
40 |
18.0 |
6.9 |
9.6 |
149.7 |
533.3 |
383.3 |
|
5. |
|
45 |
23.0 |
9.7 |
10.9 |
52.2 |
473.9 |
421.7 |
|
6. |
|
50 |
25.0 |
11.46 |
10.5 |
36.0 |
420.0 |
456.0 |
|
7. |
|
55 |
22.0 |
11.0 |
8.5 |
113.6 |
386.4 |
500.0 |
|
8. |
|
65 |
15.0 |
8.7 |
4.8 |
260.0 |
320.0 |
580.0 |
|
9. |
|
70 |
13.0 |
8.0 |
3.8 |
323.1 |
292.3 |
615.4 |
|
10. |
|
75 |
11.0 |
7.3 |
3.0 |
390.9 |
272.7 |
663.6 |
|
11. |
|
80 |
10.0 |
6.9 |
2.5 |
440.0 |
250.0 |
690.0 |
|
12 |
|
85 |
9.0 |
6.5 |
2.14 |
484.2 |
237.8 |
722.0 |
|
13. |
|
90 |
8.0 |
6.28 |
1.8 |
560.0 |
225.0 |
785.0 |
|
14. |
|
100 |
5.0 |
5.9 |
1.4 |
900.0 |
280.0 |
1180 |
|
15. |
|
150 |
1.9 |
4.9 |
0.5 |
2314 |
263.2 |
2578 |
|
1. |
5 |
20 |
4.0 |
1.5 |
4.6 |
791.3 |
1150 |
375.0 |
160 |
2. |
|
25 |
5.5 |
2.0 |
4.9 |
551.0 |
890.9 |
363.6 |
|
3. |
|
30 |
8.0 |
3.2 |
5.7 |
351.1 |
712.5 |
400.0 |
|
4. |
|
40 |
11.5 |
5.3 |
6.0 |
171.2 |
521.7 |
460.9 |
|
5. |
|
45 |
12.5 |
6.1 |
5.8 |
161.8 |
464.0 |
488.0 |
|
6. |
|
50 |
12.5 |
6.7 |
5.2 |
200.0 |
416.0 |
536.0 |
|
7. |
|
55 |
12.0 |
6.9 |
4.6 |
249.7 |
383.3 |
575.0 |
|
8. |
|
60 |
11.5 |
6.93 |
4.0 |
300.9 |
347.8 |
602.6 |
|
9 |
|
65 |
11.0 |
6.68 |
3.3 |
346.4 |
300.0 |
607.3 |
|
10. |
|
70 |
10.0 |
6.6 |
2.9 |
403.1 |
290.0 |
660.0 |
|
11. |
|
75 |
9.0 |
6.4 |
2.4 |
472.3 |
266.6 |
711.1 |
|
12. |
|
80 |
8.0 |
6.2 |
2.1 |
536.9 |
262.5 |
775.0 |
|
13. |
|
85 |
7.0 |
6.0 |
1.9 |
607.2 |
271.4 |
857.1 |
|
14. |
|
90 |
5.9 |
5.0 |
1.4 |
630.8 |
237.3 |
847.5 |
|
15 |
|
150 |
3.1 |
4.7 |
0.5 |
1394 |
161.3 |
1516 |
|
Przykładowe obliczenia:.
Wykresy:
Układ do wyznaczania charakterystyk częstotliwościowych:
A
R
G VL C
L
Tabela wyników:
C=10μF RL=54Ω |
||||
Lp. |
Uz |
f |
I |
Z |
|
V |
Hz |
mA |
Ω |
1. |
5
|
20 |
16 |
767 |
2. |
|
25 |
13 |
638.9 |
3. |
|
30 |
10 |
533.3 |
4. |
|
35 |
5.9 |
457.9 |
5. |
|
40 |
4.0 |
401.5 |
6. |
|
45 |
2.9 |
357.8 |
7. |
|
50 |
2.1 |
322.8 |
8. |
|
55 |
3.0 |
294.4 |
9. |
|
60 |
4.2 |
270.7 |
10. |
|
65 |
5.9 |
250.7 |
11. |
|
70 |
8.0 |
233.7 |
12. |
|
75 |
10 |
218.9 |
13. |
|
80 |
11 |
206.1 |
14. |
|
90 |
14 |
184.9 |
15. |
|
100 |
16.2 |
168.1 |
16. |
|
150 |
27 |
119.1 |
17. |
|
200 |
35 |
96.2 |
Przykładowe obliczenia:
Wykresy:
Wykres zależności I=F(f)
Wykres zależności Z=F(f)
Wnioski:
Można zauważyć, że w obwodzie szeregowym wartość prądu przyjmuje wartość maksymalną dla częstotliwości równej 50Hz. W granicach częstotliwości od 0-45Hz i od 55-150Hz wartości prądu są mniejsze. Natomiast w obwodzie równoległym to samo zjawisko występuje przy częstotliwościach 20Hz i 100Hz
Wnioski :
1. W obwodzie szeregowym R,L,C rezonans fazowy i amplitudowy występują
przy tej samej częstotliwości rezonansowej . Częstotliwości rezonansowe
otrzymane z pomiarów ( charakterystyk ) i z obliczeń teoretycznych są sobie
równe i wynoszą ok. 35 Hz.
2. Przy częstotliwości rezonansowej reaktancja obwodu wynosi 0 (reaktancje
pojemnościowa jest równa reaktancji indukcyjnej ), tak więc impedancja obwodu
ma charakter czysto rezystancyjny. W wyniku tego całe napięcie odkłada się
na rezystancji a prąd płynący w obwodzie jest zgodny w fazie z napięciem i
osiąga wartość max. zależną od rezystancji.
3. Zmniejszenie rezystancji powoduje zmniejszenie impedancji obwodu , co
pociąga za sobą wzrost prądu i zwiększenie max. wartości napięć na cewce i
pojemności.
4. Zmniejszenie rezystancji powoduje również wzrost dobroci obwodu, która
określa stosunek napięcia na elemencie reaktancyjnym do napięcia na
elemencie rezystancyjnym .
5. Wartość rezystancji ma także wpływ na szerokość pasma przepuszczania ,
jej wzrost powoduje zwężenie tego pasma.
1. W obwodzie równolęgłym R,L,C zjawiska rezonansu dotyczą dwie częstotl.
częstotliwość rezonansu fazowego i amplitudowego. częstotliwości te w
przeciwieństwie do rezonansu w obwodzi szeregowym nie muszą być sobie
równe . Częstotliwości rezonansu amplitudowego otrzymane z charakterystyk
oraz częstotliwości rezonansu fazowego otrzymane na podstawie teoretycznych
obliczeń mają zbliżone wartości wynoszą odpowiednio dla pojemn. C1 ok. 32Hz
dla C2 ok. 45 Hz.
2. Przy częstotliwości rezonansu amplitudowego impedancja osiąga max.
wartość , w wyniku czego prąd głowny osiąga wartość minimalną.
3. Wzrost pojemności powoduje zmniejszenie częstotliwości przy , której
zachodzi zjawisko rezonansu.
4. Wzrost pojemności powoduje również zmniejszenie impedancji falowej obw.
co pociąga za sobą wzrost dobroci obwodu.
Wnioski :
1. W obwodzie szeregowym R,L,C rezonans fazowy i amplitudowy występują
przy tej samej częstotliwości rezonansowej . Częstotliwości rezonansowe
otrzymane z pomiarów ( charakterystyk ) i z obliczeń teoretycznych są sobie
równe i wynoszą ok. 35 Hz.
2. Przy częstotliwości rezonansowej reaktancja obwodu wynosi 0 (reaktancje
pojemnościowa jest równa reaktancji indukcyjnej ), tak więc impedancja obwodu
ma charakter czysto rezystancyjny. W wyniku tego całe napięcie odkłada się
na rezystancji a prąd płynący w obwodzie jest zgodny w fazie z napięciem i
osiąga wartość max. zależną od rezystancji.
3. Zmniejszenie rezystancji powoduje zmniejszenie impedancji obwodu , co
pociąga za sobą wzrost prądu i zwiększenie max. wartości napięć na cewce i
pojemności.
4. Zmniejszenie rezystancji powoduje również wzrost dobroci obwodu, która
określa stosunek napięcia na elemencie reaktancyjnym do napięcia na
elemencie rezystancyjnym .
5. Wartość rezystancji ma także wpływ na szerokość pasma przepuszczania ,
jej wzrost powoduje zwężenie tego pasma.
1. W obwodzie równolęgłym R,L,C zjawiska rezonansu dotyczą dwie częstotl.
częstotliwość rezonansu fazowego i amplitudowego. częstotliwości te w
przeciwieństwie do rezonansu w obwodzi szeregowym nie muszą być sobie
równe . Częstotliwości rezonansu amplitudowego otrzymane z charakterystyk
oraz częstotliwości rezonansu fazowego otrzymane na podstawie teoretycznych
obliczeń mają zbliżone wartości wynoszą odpowiednio dla pojemn. C1 ok. 32Hz
dla C2 ok. 45 Hz.
2. Przy częstotliwości rezonansu amplitudowego impedancja osiąga max.
wartość , w wyniku czego prąd głowny osiąga wartość minimalną.
3. Wzrost pojemności powoduje zmniejszenie częstotliwości przy , której
zachodzi zjawisko rezonansu.
4. Wzrost pojemności powoduje również zmniejszenie impedancji falowej obw.
co pociąga za sobą wzrost dobroci obwodu.
.
