Elementy RLC w obwodzie prądu sinusoidalnie zmiennego - b, Polibuda (MiBM), Semestr III, III semestr, Skowron, III semestr, Elektronika i elektrotechnika, sprawka, Sprawko


POLITECHNIKA POZNAŃSKA

INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI PRZEMYSŁOWEJ

ZAKŁAD PODSTAW ELEKTROTECHNIKI

LABOLATORIUM ELEKTROTECHNIKI TEORETYCZNEJ

3

ELEMENTY RLC W OBWODZIE PRĄDU SINUSOIDALNIE ZMIENNEGO

Rok akad. 98/99

Wydział elektr.

Studia dzienne

Grupa E92/2

1. Tomasz Nowaczyk

2. Tomasz Tritt

3. Tomasz Urbański

09.11.98.

Data wykonania

23.11.98

Data oddania

Ocena

Uwagi:

Cel ćwiczenia:

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

Wstęp teoretyczny:

Wyrażenia na prawa Kirchhoffa dla prądu sinusoidalnie zmiennego w postaci zespolonej mają postać:

0x01 graphic
0x01 graphic

gdzie Ik, Uk są wartościami skutecznymi w postaci zespolonej.

Bardzo często korzystne jest przedstawienie praw Kirchhoffa w postaci wykresu wektorowego. Dla obwodu o szeregowym połączeniu elementów RLC wykres przedstawiony jest na rysunku 1.

Z wykresu tego wynika, że:

0x01 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic

Rys. 1. Wykres wektorowy dla obwodu złożonego z szeregowo połączonych elementów RLC

Rys.2. Wykres wektorowy dla obwodu złożonego z równolegle połączonych elementów RLC

Dla obwodu o równoległym połączeniu elementów RLC wykres wektorowy przedstawiony jest na rysunku 2.

Z wykresu tego wynika, że:

0x01 graphic

Przebieg ćwiczenia:

0x08 graphic
Szeregowe połączenie elementów RLC.

0x01 graphic
, 0x01 graphic
, 0x01 graphic

Lp.

POMIARY

OBLICZENIA

I

U

U1

U2

U3

U2-U3

U

A

V

V

V

V

V

V

0,5

152

129,1

108,1

157

-48,9

138,05

0,45

138

116

98

140

-42

123,37

0,4

122

103

88

125

-37

109,44

0,35

107

90

77

110

-33

95,86

0,3

93

78

67

94

-27

82,54

0,25

78

65

56

78

-22

68,62

0,2

62

52

45

63

-18

55,03

0,15

48

39

34

47

-13

41,11

0,1

33

26

22

34

-12

28,64

0,05

16

13

11

16

-5

13,93

Przykładowe obliczenia:

Przesunięcie fazowe:

0x01 graphic

0x01 graphic

W związku z tym, że kąt przesunięcia fazowego ma wartość mniejszą od zera - obwód ma charakter rezystancyjno - pojemnościowy.

Wykres wektorowy dla połączenia szeregowego elementów RLC znajduje się na załączniku nr 1.

0x08 graphic
Równoległe połączenie elementów RLC.

0x01 graphic
, 0x01 graphic
, 0x01 graphic

Lp.

POMIARY

OBLICZENIA

U

I

I1

I2

I3

I2-I3

I

V

A

A

A

A

A

A

180

0,845

0,678

0,856

0,562

0,294

0,74

160

0,750

0,606

0,753

0,515

0,238

0,65

140

0,660

0,529

0,650

0,454

0,196

0,56

120

0,564

0,456

0,550

0,393

0,157

0,48

100

0,450

0,368

0,450

0,303

0,147

0,40

80

0,360

0,295

0,348

0,253

0,095

0,31

60

0,268

0,221

0,255

0,183

0,072

0,23

40

0,181

0,149

0,170

0,122

0,048

0,16

20

0,082

0,070

0,080

0,056

0,024

0,07

10

0,036

0,029

0,033

0,023

0,010

0,03

Przykładowe obliczenia:

Przesunięcie fazowe:

0x01 graphic

0x01 graphic

W związku z tym, że kąt przesunięcia fazowego ma wartość większą od zera - obwód ma charakter rezystancyjno - indukcyjny.

Wykres wektorowy dla połączenia równoległego elementów RLC znajduje się na załączniku nr 1.

Mieszane połączenie elementów RLC.

0x08 graphic

0x01 graphic
, 0x01 graphic
, 0x01 graphic

Lp.

POMIARY

OBLICZENIA

U

U1

U2

I

I1

I2

I

U

Z

V

V

V

A

A

A

A

V

180

195

193

0,960

0,740

0,630

0,972

185,00

190,36

160

176

172

0,854

0,660

0,562

0,867

165,00

190,34

140

157

150

0,751

0,576

0,492

0,758

144,00

190,09

120

137

128

0,640

0,429

0,419

0,600

107,25

178,85

100

115

106

0,534

0,409

0,350

0,538

102,25

189,95

80

93

85

0,425

0,324

0,277

0,426

81,00

190,02

60

71

64

0,318

0,244

0,210

0,322

61,00

189,49

40

49

44

0,216

0,166

0,144

0,220

41,50

188,85

20

27

24

0,117

0,089

0,080

0,120

22,25

185,93

10

15

14

0,069

0,052

0,049

0,071

13,00

181,95

Przykładowe obliczenia:

Przesunięcie fazowe:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

W związku z tym, że kąt przesunięcia fazowego ma wartość większą od zera - obwód ma charakter indukcyjny.

Wykres wektorowy dla połączenia mieszanego elementów RLC znajduje się na załączniku nr 2.

Wnioski:

Przeprowadzone ćwiczenie pozwoliło na sprawdzenie podstawowych zależności i praw w obwodach prądu sinusoidalnie przemiennego.

Występujące niezgodności wyników pomiarowych z rozważaniami teoretycznymi były skutkiem traktowania wykorzystywanych elementów jako idealnych. W przypadku rezystora, a także kondensatora, zasilanych napięciem o częstotliwości 50Hz, przybliżenie takie jest poprawne. Natomiast dla elementu indukcyjnego uproszczenie to nie jest właściwe i powoduje niezgodności wartości oczekiwanych z uzyskiwanymi od kilkunastu do kilkudziesięciu procent. Cewka wprowadza czynne straty mocy a jej parametry zastępcze nie są stałe, gdyż są nieliniową funkcją płynącego przez ten element prądu.

Podczas pomiarów okazało się, że zmierzony prąd płynący w gałęzi głównej jest równy sumie geometrycznej prądu w gałęzi z pojemnością i gałęzi z rezystancją gdy przyjmiemy, że oba prądy są przesunięte względem siebie o kąt 90°.

Charakter badanych obwodów zależał ściśle od konfiguracji połączenia elementów i tak:

Podsumowując, ćwiczenie pozwoliło potwierdzić podstawowe prawa i zależności w obwodach prądu sinusoidalnie zmiennego. Potwierdzono wektorową zasadę dodawania prądów i napięć zarówno geometrycznie, jak i przy wykorzystaniu algebry liczb zespolonych.

2

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Elementy RLC w obwodzie prądu sinusoidalnie zmiennego - c, Polibuda (MiBM), Semestr III, III semestr
cw 5 Elementy RLC w obwodzie prądu sinusoidalnie zmiennego, Polibuda (MiBM), Semestr III, III semest
Elementy RLC w obwodzie prądu sinusoidalnie zmiennego, MiBM, semestr III, elektrotechnika
Elementy RLC w obwodzie prądu sinusoidalnie zmiennego
Elementy RLC w obwodzie prądu sinusoidalnie zmiennego, POLITECHNIKA POZNAŃSKA
Ćw2 Elementy RLC w obwodzie prądu sinusoidalnie zmiennego
Elementy RLC w obwodzie prądu sinusoidalnie zmiennego, Studia, Fizyka Laboratoryjna, pracownia fizyc
Cw 04 Elementy RLC w obwodzie prądu sinusoidalnie zmiennego
Elementy RLC w obwodzie prądu sinusoidalnie zmiennego
Elementy RLC w obwodzie prądu sinusoidalnie zmiennego b
11 eito elementy rlc w obwodzie prdu sinusoidalnie zmiennegoid 12749
ćw 4 Elementy RLC w obwodzie prądu sinusoidalnie zmiennego
ćw. 4 Elementy RLC w obwodzie prÄ…du sinusoidalnie zmiennego, Szkoła, Politechnika 1- 5 sem,
11 eito elementy rlc w obwodzie prdu sinusoidalnie zmiennegoid 12749
Badanie obwodów z elementami RLC zasilanych prądem sinusoidalnie zmiennym p
TOB 03 - Elementy RLC w obwodach pradu sinusoidalnie zmiemmego

więcej podobnych podstron