POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA

WYDZIAŁ

ELEKTRYCZNY

Ćwiczenie nr

Temat:Badanie obwodów zawierających

elementy R,L,C.

WYKONALI:

I. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zbadanie rzeczywistych obwodów zawierających elementy rezystancyjne indukcyjne i pojemnościowe w połączeniu szeregowym równoległym i mieszanym.

II. Schematy połączeń.

1) Badanie elementów R,L,C.

2) Układ szeregowy R,L,C.

3) Układ równoległy R,L,C.

III. Tabele pomiarowe.

1)

Element	U	I	P	Z	R	X	L	C	cos		Q	S	Uwagi
	V	A	W				mH	F	-		VAr	VA
Opornik	60 70 80	0.86 1.07 1.2	43.8 59.5 75.2	69,77 65,42 66,66	59,3 51,68 51,99	36,76 36,76 41,71	0,117 0,127 0,132	0 0 0	0,85 0,79 0,78	31.,91 37,4 38,43	27,27 45,49 56,67	51,6 74,9 96
Cewka	60 70 80	0.83 0.94 1.16	5.8 8.4 10.7	72,29 74,07 68,96	8,46 9,4 7,93	71,79 73,47 68,5	0,228 0,233 0,218	0 0 0	0,117 0,127 0,115	83,26 82,7 83,38	49,46 65,61 92,18	49,8 66,15 92,8
kondensa-tor	60 70 80	0.252 0.293 0.338	0 0 0	238,1 238,9 236,7	0 0 0	238,1 238,9 236,7	0 0 0	13,37 13,32 13,44	0 0 0	-90 -90 -90	15,12 20,51 27,04	15,12 20,51 27,04

2)

	U	I	P	Z	R	X	cos		Q	S	Uwagi
	V	A	W				-		VAr	VA
Obwód szeregowy	60 70 80	0.315 0.365 0.415	5.8 7.9 10.1	190,47 191,78 192,77	58,28 59,26 58,6	181,33 182,39 183,64	0,306 0,309 0,304	72,12 71,99 72,29	17,99 24,3 31,62	18,9 25,55 33,2

3)

	U	I	P	Z	R	X	cos		Q	S	Uwagi
	V	A	W				-		VAr	VA
Obwód równoległy	60 70 80	1.19 1.36 1.45	49 66.4 88	50,42 51,47 55,17	34,58 35,87 41,81	36,69 36,91 35,99	0,686 0,697 0,758	46,66 55,77 40,65	51,93 68,22 75,57	71,4 95,2 116

IV. Obliczenia.

1) Dla rezystora

S = UI = 60V0.86A = 51.6 VA

Q = = = 27.27 VAr

Z = = = 69.77 

cos = = = 0.85

 = arccos(0.85) = 31.91

R = Zcos = 69.770.85 = 59. 3 

X = = = 36.76 

L = = = 0.117 H

2) Dla cewki

S = UI = 60V0.83A = 49.8 VA

Q = = = 49.46 Var

cos = = = 0.117

 = arccos(0.117) = 83.26

Z = = = 72.29 

R = Zcos = 72.290.117 = 8.46 

X = = = 71.79 

L = = = 0.228 H

3) Dla kondensatora

S = UI = 60V0.252A = 15.12 VA

Q = S = 15.12 Var

cos = = 0

 = -90

Z = = = 238.09 

X = Z = 238.09 

C = = = 13.37 F

4) Dla układu szeregowego

S = U I = 60V0,315A = 18,9 VA

Q = = = 17,99 Var

cos = = = 0,306

 = arccos(,  ,

    , 

R = Zcos = 190,470,306 = 58,28 

X = = = 181,33 

f_rez = = = 2896,8 Hz

5) Dla układu równoległego

S = U I = 60V1,19A = 71,4 VA

Q = = = 51,93 Var

cos =  = 0,686

 = arccos(0,686) = 46,66

Z =   , 

R = Zcos  ,,  , 

X = = = 36,69 

V. Uwagi i wnioski

Podczas wykonywania tego ćwiczenia zapoznaliśmy się z wielkościami

elektrycznymi jakie występują podczas przepływu prądu przemiennego przez elementy R,L,C.

Jak wynika z pomiarów i obliczeń badane przez nas elementy nie są elementami idealnymi. Badany rezystor oprócz rezystancji posiada również indukcyjność co jest spowodowane tym że jest on wykonany w postaci cewki z drutu oporowego. Badana cewka również oprócz indukcyjności własnej posiada rezystancję. Cewkę rzeczywistą możemy zastąpić schematem szeregowo połączonych idealnej rezystancji i indukcyjności. Kondensator idealny zastępujemy układem rezystancji i pojemności połączonych w szereg. Nie udało się tego zauważyć ze względu na zbyt duży zakres użytego watomierza. Przy połączeniu szeregowym RLC wskaz prądu jest przesunięty względem napięcia o kąt , co spowodowane jest tym, że prąd płynący przez kondensator wyprzedza w fazie napięcie o kąt 90, a napięcie na cewce wyprzedza prąd o kąt 90. Częstotliwość zmian prądu przy której układ jest w stanie rezonansu wynosi 2896 Hz.

---