Sprawozdanie

z

Pracowni

Elektrycznej

nr 10.

Zespół Szkół Elektronicznych

Rzeszów

ZSE w Rzeszowie	Pracownia elektryczna	1996/97
Sprawozdanie z ćwiczenia nr 11.		kl. II a	GD/I/2
Data wykonania ćwiczenia 20.12.1996 r.	Badanie szeregowego obwodu RLC - rezonans napięć.	Data wykonania sprawozdania 28.12.1996 r.	Ocena

I. Przepisy BHP.

1.Wykonując ćwiczenia należy zachować jak najdalej idące środki ostrożności zabezpieczające

przed porażeniem lub innym wypadkiem..

2. W szczególności nie należy:

- dotykać przewodów przyrządów a zwłaszcza nieizolowanych ich części po włączeniu pod

napięcie,

- dotykać bez istotnej potrzeby części uziemiającej urządzeń wodociągowych, urządzeń CO,

oraz opierać się o nie w czasie wykonywania ćwiczenia.

3. Obwód pomiarowy należy budować w ten sposób aby między zestawem przyrządów a

źródłem prądu zawsze znajdował się wyłącznik umożliwiający szybkie wyłączenie obwodu.

W czasie ćwiczenia jeden z ćwiczących uczniów powinien zajmować miejsce w pobliżu

wyłącznika wyłączającego cały układ.

4. Nie wykonywać żadnych manipulacji bez dokładnego rozeznania układu elektrycznego i

zgody nauczyciela. Zwiększyć ostrożność w dni deszczowe i dżdżyste.

II. Spis przyrządów.

1. Generator typ PO-27.

2. Opornik dekadowy 49/E.

3. Cewka L = 45,1 mH R = 9,1  81/E.

4. Kondensator dekadowy 6,44 F; 8,41 F; 1,84 F; 6,2 F; 3,93 F.

5. Miernik uniwersalny 309 b/E.

6. Miernik uniwersalny 309/E.

7. Miernik uniwersalny 309/E.

8. Miernik uniwersalny 296/E.

III. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest badanie szeregowego obwodu RLC przy zmianie częstotliwości, napięcia zasilającego dla przypadku gdy U = const. i I = const.

IV. Przebieg ćwiczenia.

1. Analiza szeregowego obwodu RLC.

Schemat układu .

V V V

A

generator V R R_L L C

I. U = const.

f < f_rez f = f_rez f > f_rez

U_L U_L

U_L

I I I

U_R U_R U_R

U_C

U_C U_C

R = 40  L = 45,1 mH RL = 9,1  C = 6,2 F
f	I	U	UR	UL	UC	ZL	XL	XC	Z	Robw
Hz	mA	V	V	V	V					
20	5	7	0,13	0,11	10,12	22	20	2024	1400	1433
50	13	7	0,47	0,35	10,16	26,9	25	781	538	531
80	21,5	7	0,77	0,80	10,27	39	38	477	325	295
110	27,5	7	1,18	1,61	11,28	58,1	57,4	410	254	244
150	45	7	1,8	3,25	12,66	72,2	71,6	281	155	140
200	75	7	2,93	6,93	15,52	92,4	91,9	206	93	66
250	120	7	4,8	14,21	20,1	118,4	118	167	58	31
300	167,5	7	5,97	20,9	20,9	124,7	123,6	124,7	41	40
350	12,5	7	5	20,4	14,9	148,3	148	108	50	30
400	10,5	7	3,84	17,7	10,18	164,6	164,3	94	65	26
600	50	7	1,85	12,75	3,27	255	254,8	65	140	128
800	32,5	7	1,24	11,4	1,65	351	350,8	50	215	210
1000	25	7	0,94	10,13	1	433,2	433,1	40	280	279
1400	18	7	0,62	9,75	0,48	541,6	541,5	26	388	338
2000	12,25	7	0,4	10,1	0,24	824,5	824,4	19	571	568

II. I = const.

f < f_rez f = f_rez f > f_rez

U_L

U_L

U_L

I I I

U_R U_R U_R

U_C

U_C

U_C

R = 40  L = 45,1 mH RL = 9,1  C = 6,2 F
f	I	U	UR	UL	UC	ZL	XL	XC	Z	Robw
Hz	mA	V	V	V	V					
47	12,5	10	0,46	0,3	10,44	24	22	835	800	144
50	12,5	8	0,46	0,36	8,2	28	26	656	640	112
80	12,5	5,8	0,45	0,45	6,1	36	34	488	464	95
110	12,5	4	0,45	0,6	4,4	48	47	352	320	96
150	12,5	2,8	0,45	0,8	3,24	64	63	259	224	108
200	12,5	1,8	0,45	1,06	2,4	84	83	194	144	91
250	12,5	1,4	0,45	1,32	1,93	105	104	154	112	100
300	12,5	1,3	0,45	1,6	1,6	128	127	128	104	104
350	12,5	1,4	0,45	1,83	1,38	146	145	110	112	106
400	12,5	1,6	0,45	2,12	1,22	169	168	97	128	127
600	12,5	2,6	0,45	3,1	0,8	248	247	64	208	207
800	12,5	3,8	0,45	4,16	0,6	332	331	48	304	111
1000	12,5	4,8	0,45	5,14	0,46	411	410	36	384	97
1400	12,5	7,2	0,45	7,17	0,1	569	568	24	576	189
2000	12,5	10	0,45	10,35	0,239	828	827	19	800	113

Wykresy dla przykładu I.

Wykresy dla przykładu II.

2. Częstotliwość rezonansowa wynikająca z pomiarów wynosi 300 Hz. Częstotliwość

rezonansowa obliczona z wzoru
wynosi 301 Hz.

3. Największy wpływ na prąd w obwodzie rezonansowym ma rezystancja przy częstotliwości

rezonansowej gdyż przy X_L = X_C R = Z.

Dobroć układu obliczamy ze wzoru
.

V. Wnioski.

1. Rezonans napięć występuje w obwodach złożonych z elementów RLC połączonych

szeregowo. Polega on na tym, że przy pewnej częstotliwości, zwanej częstotliwością

rezonansową napięcie na cewce i kondensatorze są równe co do wartości a przeciwne co do

znaku. W naszym przypadku rezonans napięć występuje przy częstotliwości 300 Hz.

2. Przy stałym napięciu zasilającym częstotliwość w bardzo dużym stopniu wpływa na prąd.

Wraz ze wzrostem częstotliwości wzrasta także prąd i to dosyć gwałtownie przy czym przy

częstotliwości zbliżonej do częstotliwości rezonansowej wzrasta wolniej. W wartości

częstotliwości rezonansowej prąd osiąga największą wartość, a po jej przekroczeniu prąd

maleje.

3. Wraz ze wzrostem częstotliwości wzrasta także reaktancja cewki X_L. Ta zależność jest

wprost proporcjonalna.

4. Wraz ze wzrostem częstotliwości maleje reaktancja kondensatora X_C. Ta zależność jest

odwrotnie proporcjonalna.

5. W dużym stopniu także impedancja obwodu zależy od częstotliwości. Przy zwiększeniu

częstotliwości maleje impedancja obwodu, w punkcie częstotliwości rezonansowej osiąga

najmniejszą wartość, a po przekroczeniu tej częstotliwości wzrasta.

Do wykonania sprawozdania użyto programów:

- MS WORD 6.0 dla WINDOWS 95,

- MS EXCEL 7.0 dla WINDOWS 95,

- MS Edytor równań 2.0 dla WINDOWS 95.

---