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:
gdzie:
Z - opór pozorny,
R - opór czynny (rezystancja)
X - opór bierny (reaktancja)
W szeregowym obwodzie RLC impedancję można wyrazić wzorem:
3. Admitancja
Admitancją nazywamy przewodność zespoloną i wyrażamy ją wzorami:
gdzie:
Y - przewodność pozorna,
G - przewodność czynna (konduktancja), G = 1 / R
B - przewodność bierna (susceptancja), B = 1/X
W równoległym obwodzie RLC impedancję można wyrazić wzorem:
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.
II prawo Kirchhoffa:
Suma algebraiczna wartości zespolonych napięć odbiorników w oczku jest równa sumie algebraicznej wartości zespolonych napięć źródłowych w tym oczku.
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:
.
Reaktancja
Rezystancja
Impedancja
cos kąta
φ= 54
6. (W5.) Napięcie całkowite URLC
Tabela wyników dla innych pomiarów
Lp. |
R |
Z |
|
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
=( IL -IC)
+ IR
=(-0,53)
+ 0,72
=0,799
I = 0,89
cosφ=
=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.