WZORY SPRAWOZDAŃ

z II cyklu ćwiczeń

 

Ćwiczenie 4

POLITECHNIKA POZNAŃSKA INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI PRZEMYSŁOWEJ Zakład Podstaw Elektrotechniki
Laboratorium Podstaw Elektrotechniki Ćwiczenie nr 4 Temat: Poprawianie współczynnika mocy
Rok akademicki: Wydział Elektryczny Studia dzienne magisterskie Nr grupy:	Wykonawcy: 1. 2. 3. 4. 5. 6.	Data
				Wykonania ćwiczenia	Oddania sprawozdania
				Ocena:
Uwagi:

1. Wiadomości podstawowe

(wyjaśnić dlaczego dążymy do poprawy współczynnika mocy odbiorników energii elektrycznej i na czym ona polega)

Wyprowadzić wzór na pojemność kondensatora (baterii kondensatorów) użytego do kompensacji, a następnie przedstawić przykład obliczający tę pojemność (na przykładzie literatury)

2. Przebieg ćwiczenia

2.1. Wyznaczanie współczynnika mocy układu przed i po kompensacji

2.1.1 Schemat połączeń:

2.1.2. Przebieg pomiarów

Zestawić układ przedstawiony w punkcie 2.1.1. Dla wartości napięć U=(40, 80, 120, 150)[V] oraz pojemności kondensatora C=(10, 20, 30, 40) [F] dokonać pomiaru mocy czynnej oraz wartości skutecznej prądu i napięcia. Wyniki pomiarów zamieścić w tabeli 2.1.3.

2.1.3. Tabela wyników

C	z pomiarów			z obliczeń
		U	I	P	S	cos(w	w	sin(w)	tg(w)	Qw	Qc	Ic
F]	[V]	[A]	[W]	[VA]	-	[^0]	-	-	[var]	[var]	[A]
0										---	---
											---	---
											---	---
											---	---
	10
	20
	30
	40

2.1.4. Obliczenia

1. Na podstawie pomiarów dokonać obliczeń: współczynnika mocy układu, mocy biernej wypadkowej Q_w oraz mocy biernej pojemnościowej baterii kondensatorów Q_C, a wyniki zamieścić w tabeli 2.1.3.

2. Narysować wykresy wskazowe napięć i prądów dla wszystkich wartości napięć (U V], C=(0,10,20,30,40) [F]; U V], C=(0,10,20,30,40) [F]; U V], C=(0,10,20,30,40) [F]; U V], C=(0,10,20,30,40) [F]).

3. Obliczyć wartość pojemności potrzebnej do całkowitej kompensacji dla poszczególnych wartości napięć zasilania. Obliczenia zestawić w tabeli:

U	C
[V]	F]

3. Uwagi końcowe i wnioski (dokonać porównania mocy wypadkowej Q_w i mocy biernej pojemnościowej Q_C dla danego napięcia i różnej wartości pojemności kondensatora).

4. Parametry i dane zmianowe zastosowanych urządzeń i mierników.

5. Literatura

1. Atabiekow G., Teoria liniowych obwodów elektrycznych, WNT, Warszawa 1964.

2. Bolkowski S., Elektrotechnika teoretyczna, Wyd. 6, WNT, Warszawa 2001.

3. Cholewicki T., Elektrotechnika teoretyczna t. 1 WNT, Warszawa 1973.

4. Krakowski M., Elektrotechnika teoretyczna t. 1, PWN, Warszawa 1995.

5. Kurdziel R., Podstawy elektrotechniki, WNT, Warszawa 1972.

6. Skrypt Laboratorium Elektrotechniki teoretycznej, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 1998 wydanie VII.

Ćwiczenie 5

POLITECHNIKA POZNAŃSKA INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI PRZEMYSŁOWEJ Zakład Podstaw Elektrotechniki
Laboratorium Podstaw Elektrotechniki Ćwiczenie nr 5 Temat: Elementy RLC w obwodzie prądu sinusoidalnie zmiennego
Rok akademicki: Wydział Elektryczny Studia dzienne magisterskie Nr grupy:	Wykonawcy: 1. 2. 3. 4. 5. 6.	Data
				Wykonania ćwiczenia	Oddania sprawozdania
				Ocena:
Uwagi:

1. Wiadomości teoretyczne.

(Prawa Kirchhoffa w obwodach prądu sinusoidalnie zmiennego, pojęcie impedancji i admitancji zespolonej gałęzi szeregowej i równoległej złożonej z elementów RLC, wykresy wskazowe napięć i prądów dla różnych połączeń elementów RLC, przedstawić cel przeprowadzonego ćwiczenia).

2. Przebieg pomiarów

2.1. Szeregowe połączenie elementów RLC

2.1.1. Schemat połączeń

R=250 , L=0.7 H, C=10 F

2.1.2.Przebieg pomiarów

Zestawić układ pomiarowy pokazany na schemacie 2.1.1. Dla różnych zadanych wartości prądu I (I  0.5 A) odczytać wskazania wszystkich mierników. Wyniki pomiarów zestawić w tabeli 2.1.3.

2.1.3. Tabela wyników pomiarów

Lp	I	U	UR	UL	UC
		[A]	[V]	[V]	[V]	[V]

2.1.4. Zestawienie wyników obliczeń:

1. Na podstawie pomiarów dokonać obliczeń i zamieścić je w poniższej tabeli

Lp	ULUC	U
		[V]	[V]

2. narysować wykres wskazowy napięć i prądów

3. obliczyć na podstawie pomiarów parametry elementów R, L, C oraz kąt przesunięcia fazowego między napięciem i prądem.

Lp	XL	XC	R	Z	
						[^o]

4. obliczyć X_L i X_C i kąt przesunięcia na podstawie danych znamionowych

5. obliczyć impedancję zastępczą szeregowego połączenia elementów RLC na podstawie danych znamionowych

6. sprawdzić słuszność II prawa Kirchhoffa na podstawie pomiarów:

(wg pkt. 1, tabela 2.1.3)

2.2. Równoległe połączenie elementów RLC

2.2.1. Schemat połączeń

R=250 , L=0.7 H, C=10 F

2.2.2. Przebieg pomiarów

Zestawić układ pomiarowy pokazany na schemacie w punkcie 2.2.1. Dla różnych wartości napięcia U (U  180 V) odczytać wskazania wszystkich mierników. Wyniki pomiarów zestawić w tabeli 2.2.3.

2.2.3. Tabela wyników pomiarów

Lp	U	I	IR	IL	IC
		[V]	[A]	[A]	[A]	[A]

2.2.4. Zestawienie wyników obliczeń:

1. Na podstawie pomiarów dokonać obliczeń korzystając z odpowiednich zależności, a wyniki zamieścić w poniższej tabeli

Lp	IL-IC	I
		[A]	[A]

2. narysować wykres wskazowy napięć i prądów

3. obliczyć na podstawie pomiarów parametry elementów: G, B_L, B_C oraz kąt przesunięcia fazowego pomiędzy napięciem i prądem

Lp	G	BL	BC	Y	
		[S]	[S]	[S]	[S]	[^o]

4. obliczyć G, B_L, B_C i kąt przesunięcia fazowego na podstawie danych znamionowych

5. obliczyć admitancję i impedancję zastępczą równoległego połączenia elementów RLC na podstawie danych znamionowych

6. sprawdzić słuszność I prawa Kirchhoffa (wg pkt.1, tab. 2.2.3)

2.3. Mieszane połączenie elementów RLC

2.3.1. Schemat połączeń

2.3.2. Przebieg pomiarów

Zestawić układ pomiarowy pokazany na schemacie w punkcie 2.3.1. Dla różnych wartości napięcia U odczytać wskazania wszystkich mierników (I  0.75 A). Wyniki pomiarów zestawić w tabeli 2.3.3.

2.3.3. Tabela wyników pomiarów

Lp	U	I	UL	IR	IC	URC
		[V]	[A]	[V]	[A]	[A]	[V]

2.3.4. Zestawienie wyników obliczeń:

1. obliczyć Z z pomierzonych wielkości prądu i napięcia

2. na podstawie pomiarów wartości skutecznych U_L, U_RC, I_R, I_C dokonać obliczeń wartości skutecznej napięcia zasilającego U i prądu pobieranego I ze źródła oraz Z korzystając z odpowiednich zależności, a wyniki zamieścić w poniższej tabeli

Lp	I	U	Z
		[A]	[V]	]

3. narysować wykres wskazowy napięć i prądów

4. na podstawie pomiarów wyliczyć parametry obwodu zastępczego

Lp	BC	G	ZRC	RC	XL	Z	
		[S]	[S]	[]	[^o]	[]	[]	[^o]

5. obliczyć impedancję zastępczą układu przy połączeniu mieszanym na podstawie danych znamionowych

6. sprawdzić słuszność praw Kirchhoffa (I i II)

3. Wnioski i uwagi końcowe.

Porównać wyniki obliczeń i pomiarów

4. Parametry i dane zmianowe zastosowanych urządzeń i mierników.

5. Literatura

1. Atabiekow G., Teoria liniowych obwodów elektrycznych, WNT, Warszawa 1964.

2. Bolkowski S., Elektrotechnika teoretyczna, Wyd. 6, WNT, Warszawa 2001.

3. Cholewicki T., Elektrotechnika teoretyczna t. 1 WNT, Warszawa 1973.

4. Krakowski M., Elektrotechnika teoretyczna t. 1, PWN, Warszawa 1995.

5. Kurdziel R., Podstawy elektrotechniki, WNT, Warszawa 1972.

6. Skrypt Laboratorium Elektrotechniki teoretycznej, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 1998 wydanie VII.

Ćwiczenie 6

POLITECHNIKA POZNAŃSKA INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI PRZEMYSŁOWEJ Zakład Podstaw Elektrotechniki
Laboratorium Podstaw Elektrotechniki Ćwiczenie nr 6 Temat: Rezonans w obwodzie szeregowym
Rok akademicki: Wydział Elektryczny Studia dzienne magisterskie Nr grupy:	Wykonawcy: 1. 2. 3. 4. 5. 6.	Data
				Wykonania ćwiczenia	Oddania sprawozdania
				Ocena:
Uwagi:

1. Wiadomości teoretyczne.

(pojęcie rezonansu, rezonans napięć, dobroć obwodu rezonansowego, pasmo przepuszczania, przepięcia rezonansowe, charakterystyki częstotliwościowe, rezonans fazowy i amplitudowy, przedstawić cel przeprowadzonego ćwiczenia).

2. Przebieg ćwiczenia

2.1. Wyznaczenie charakterystyki spadku napięcia na rezystancji (prądu) w funkcji częstotliwości

2.1.1. Schemat połączeń

Dane:U=0.8 [V], R=1000 [], L=56 [mH], C=5060 [pF]

2.1.2. Przebieg pomiarów

Zestawić układ przedstawiony w punkcie 2.1.1. Poszukać taką częstotliwość generatora, aby wystąpił maksymalny spadek napięcia na rezystancji. Następnie dokonać pomiarów napięcia na rezystancji przy częstotliwościach niższych i wyższych, utrzymując stałą wartość napięcia generatora. Wyniki pomiarów zamieścić w tabeli 2.1.3.

2.1.3. Tabela wyników pomiarów

Lp	f	|UR|
		[kHz]	[V]
1
2
..
..
..
19
20

Wykreślić charakterystykę zależności wartości skutecznej napięcia na rezystancji w funkcji częstotliwości U_R| = f(f).

2.1.4. Zestawienie wyników obliczeń.

Wykonać odpowiednie obliczenia, zestawić je w poniższej tabeli i sporządzić charakterystykę:

Lp	/0	|I| / |I0|
1
2
19
20

2.2. Wyznaczenie charakterystyki napięcia na cewce w funkcji częstotliwości

2.2.1. Schemat połączeń

Dane: U=0.8 [V], R=1000 [], L=56 [mH], C=5060 [pF]

2.2.2. Przebieg pomiarów

Zestawić układ przedstawiony w punkcie 2.2.1. Poszukać taką częstotliwość generatora, aby wystąpił maksymalny spadek napięcia na cewce. Następnie dokonać pomiarów napięcia na cewce przy częstotliwościach niższych i wyższych, utrzymując stałą wartość napięcia generatora. Wyniki pomiarów zamieścić w tabeli 2.2.3.

2.2.3. Tabela wyników pomiarów

Lp	f	|UL|
		[kHz]	[V]
1
2
..
..
19
20

Wykreślić charakterystykę zależności wartości skutecznej napięcia na cewce w funkcji częstotliwości |U_L| = f(f).

2.2.4. Zestawienie wyników obliczeń.

Wykonać odpowiednie obliczenia i zestawić je w poniższej tabeli, a potem sporządzić charakterystykę

Lp	/ 0	|UL| / |U|
1
2
..
..
19
20

2.3. Wyznaczenie charakterystyki napięcia na kondensatorze w funkcji częstotliwości

2.3.1. Schemat połączeń

Dane: U=0.8 [V], R=1000 [, L=56 [mH], C=5060 [pF]

2.3.2. Przebieg pomiarów

Zestawić układ przedstawiony w punkcie 2.3.1. Poszukać taką częstotliwość generatora, aby wystąpił maksymalny spadek napięcia na kondensatorze. Następnie dokonać pomiarów napięcia na kondensatorze przy częstotliwościach niższych i wyższych, utrzymując stałą wartość napięcia generatora. Wyniki pomiarów zamieścić w tabeli 2.3.3.

2.3.3. Tabela wyników pomiarów

Lp	f	|UC|
		[kHz]	[V]
1
2
..
..
19
20

Wykreślić charakterystykę zależności wartości skutecznej napięcia na kondensatorze w funkcji częstotliwości |U_C| = f(f).

2.3.4. Zestawienie wyników obliczeń.

Wykonać odpowiednie obliczenia i zestawić je w poniższej tabeli, a następnie sporządzić charakterystykę

Lp		/0	|UC| / |U|
1
2
..
..
19
20

3. Obliczenia

3.1. Z danych parametrów wyznaczyć:

1. pulsację rezonansową

2. częstotliwość rezonansową

3. dobroć obwodu przy pulsacji rezonansowej

4. dobroć cewki i kondensatora przy pulsacji rezonansowej

3.2. Narysować charakterystyki |U_R|, U_L|, U_C| w funkcji częstotliwości dla układu szeregowego (na jednym wykresie).

3.3. Z charakterystyki przebiegu napięcia na rezystancji |U_R| = f(f) wyznaczyć dobroć obwodu rezonansowego Q_0.

3.4. Z charakterystyk przebiegu napięć na cewce i kondensatorze ( |U_L|, U_C| = f(f) ) wyznaczyć dobroć obwodu rezonansowego.

3.5. Wykreślić charakterystyki: R, X_L, X_C, Z, X_L -X_C=

4. Parametry i dane zmianowe zastosowanych urządzeń i mierników.

5. Uwagi końcowe i wnioski

Porównać wyniki pomiarów i obliczeń.

6. Literatura

1. Atabiekow G., Teoria liniowych obwodów elektrycznych, WNT, Warszawa 1964.

2. Bolkowski S., Elektrotechnika teoretyczna, Wyd. 6, WNT, Warszawa 2001.

3. Cholewicki T., Elektrotechnika teoretyczna t. 1 WNT, Warszawa 1973.

4. Krakowski M., Elektrotechnika teoretyczna t. 1, PWN, Warszawa 1995.

5. Kurdziel R., Podstawy elektrotechniki, WNT, Warszawa 1972.

6. Skrypt Laboratorium Elektrotechniki teoretycznej, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 1998 wydanie VII.

---