POLITECHNIKA POZNAŃSKA

INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI PRZEMYSŁOWEJ

Zakład Podstaw Elektrotechniki

Laboratorium Podstaw Elektrotechniki

Temat: Elementy RLC w obwodzie prądu sinusoidalnie zmiennego

Rok akademicki: 

WBMiZ

Grupa M2

Wykonawcy: 

1. Marek Gąsiorowski

2. Wojciech Grzelak

3. Jakub Dohnal

Data

Wykonania

ćwiczenia

Oddania

sprawozdania

 

 03.11.2010

 

Ocena:

Uwagi:

 

 

 

I. Wiadomości teoretyczne

1Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest doświadczalne potwierdzenie słuszności praw Kirchhoffa dla prądu sinusoidalnie zmiennego.

2. Impedancja

Impedancją nazywamy opór zespolony i wyrażamy go wzorami:

0x08 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

gdzie:

Z - opór pozorny, 0x01 graphic

R - opór czynny (rezystancja)

X - opór bierny (reaktancja)

0x01 graphic

W szeregowym obwodzie RLC impedancję można wyrazić wzorem:

0x01 graphic

3. Admitancja

Admitancją nazywamy przewodność zespoloną i wyrażamy ją wzorami:

0x08 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

gdzie:

Y - przewodność pozorna, 0x01 graphic

G - przewodność czynna (konduktancja), G = 1 / R

B - przewodność bierna (susceptancja), B = 1/X

0x01 graphic

W równoległym obwodzie RLC impedancję można wyrazić wzorem:

0x01 graphic

4. Prawa Kirchhoffa

Dla każdego obwodu prądu sinusoidalnego prawdziwe są prawa Kirchhoffa:

I prawo Kirchhoffa:

Suma algebraiczna wartości zespolonych wszystkich prądów wpływających i wypływających z węzła jest równa zeru.

0x01 graphic

II prawo Kirchhoffa:

Suma algebraiczna wartości zespolonych napięć odbiorników w oczku jest równa sumie algebraicznej wartości zespolonych napięć źródłowych w tym oczku.

0x01 graphic

II. Opracowanie pomiarów laboratoryjnych:

a).Połączenie szeregowe elementów R, L, C.

 

POŁĄCZENIE SZEREGOWE

(Charakterystyka elementów R,L,C : 145 Ω, 20 uF, 0,9 H)

 

Lp.

Pomiary

Obliczenia

I

U

UR

UC

UL

cosφ

UL -UC

U

A

V

V

V

V

-

V

V

1.

0,58

150

84

86

184

0,65

98

129,1

2.

0,36

100

52

53

126

0,58

73

89,626

3.

0,14

50

12

12,5

62

0,23

49,5

50,9

Obliczenie wyników dla z drugiego pomiaru:

. 0x01 graphic

Reaktancja

0x01 graphic

Rezystancja

0x01 graphic

Impedancja

0x01 graphic

cos kąta

0x01 graphic

φ= 54

6. (W5.) Napięcie całkowite URLC

0x01 graphic

Tabela wyników dla innych pomiarów

Lp.

R

Z

0x01 graphic

cosφ

φ

1

144,83

222,55

168,97

0,65

49

3

85,71

363,81

353,57

0,23

77

b)Połączenie równoległe elementów R, L, C.

 

POŁĄCZENIE RÓWNOLEGŁE

(Charakterystyka elementów R,L,C: 145 Ω,20 uF, 0,9 H)

 

Lp.

Pomiary

Obliczenia

U

I

IR

IC

IL

cosφ

IL -IC

I

V

A

A

A

A

-

A

A

1.

150

1,35

1,04

0,98

0,24

0,82

-0,73

1,27

2.

100

0,9

0,72

0,69

0,15

0,81

-0,53

0,89

3.

50

0,45

0,34

0,32

0,05

0,79

-0,27

0,43

Obliczenia na drugiego pomiaru

I 0x01 graphic
=( IL -IC) 0x01 graphic
+ IR 0x01 graphic
=(-0,53) 0x01 graphic
+ 0,72 0x01 graphic
=0,799

I = 0,89

cosφ= 0x01 graphic
=0,81

φ=35

III Wnioski

Zmierzone wartości napięcia U odbiegają od wartości obliczonych. Głównym tego powodem jest to, że elementy L i C nie były idealne, więc posiadały, oprócz reaktancji, również własną rezystancję, co powodowało, że wartości wskazywane przez mierniki były wartościami wypadkowymi dla rezystancji i reaktancji danego elementu, więc były większe, niż gdyby wskazywały tylko wartości dla reaktancji.

0x01 graphic

0x01 graphic