POLITECHNIKA LUBELSKA w Lublinie	Laboratorium elektrotechniki
		Ćwiczenie Nr.3
Temat ćwiczenia: Obwody jednofazowe prądu przemiennego
Imię i nazwisko: 1. 2. 3.	Semestr IV	Grupa WT. 4.2		Rok akademicki: 1999/2000
		Data wykonania: 2000.02.25		Ocena:

1. Pomiary w układzie szeregowym RLC

Rys. Układ pomiarowy do badania obwodu szeregowego RLC

Zestawienie wyników pomiarów:

Pomiary

Obliczenia

U

I

P

UR

UL

UC

URL

ULC

Z

RR

XC

C

ZL

RL

XL

L

cosϕ

V

A

W

V

V

V

V

V

Ω

Ω

Ω

μF

Ω

Ω

Ω

H

-

80

0,156

7

6

70

120

70

76

512,8

38,5

769

4,14

448,7

253

370,4

1,16

0,56

Obliczenia:

Z =
=
= 512,8Ω R_L =
- R_R =
- 38,5= 253,2 Ω

R_R =
=
= 38,5Ω X_L =
=
= 370,4Ω

X_C =
=
= 769Ω L =
=
= 1,16 H

C =
=
= 4,14 μF cosϕ =
=
= 0,56

Z_L =
=
= 448,7 Ω

Wykres wskazowy:

U_C U_L

U

U_R

I

2. Pomiary w układzie szeregowym RLC w stanie rezonansu

W układzie przedstawionym powyżej przyłączyć woltomierz do pomiarów napięć na oporniku U_R, na cewce U_L i na kondensatorze U_C

Zestawienie wyników pomiarów:

Lp.

Pomiary

Obliczenia

U

I

P

UR

UL

UC

Z

R

XL

L

XC

C

cos ϕ

V

A

W

V

V

V

Ω

Ω

Ω

H

Ω

μF

-

1.

80

0,37

27

12

317

313

197,4

197,2

856,7

2,73

845,9

3,76

0,91

Układ w rezonansie:

R =
=
= 197,2Ω

X_L =
=
= 856,7Ω

L =
=
= 2,73 H

X_C =
=
= 845,9 Ω

C =
=
= 3,76μF

cosϕ =
=
= 0,91

Z =
=
= 197,4 Ω

Z =
≈ R ≈ 197,4Ω

częstotliwość rezonansowa:

f_r =
=
= 50 Hz

Wykresy wskazowe

bez rezonansu w stanie rezonansu

U_L

U_L U

U_R U_R I

I

U_C U_C

3. Pomiary w układzie równoległym RC

Rys. Układ pomiarowy do badania obwodu równoległego RC

Zestawienie wyników pomiarów:

Pomiary				Obliczenia
U	I	IR	IC	R	XC	cos ϕ	P	Q	S
V	A	A	A	Ω	Ω	-	W	var	V A
66	0,9	0,61	0,61	108,2	108,2	0,68	40,3	27,38	59,4

Obliczenia:

R =
=
= 108,2 Ω P = UI_R = 66*0,9 = 40,3 W

X_C =
=
= 108,2 Ω Q = UIsinϕ = 66*0,9*0,68 = 27,38 var

cosϕ =
=
= 0,68 S = UI = 66*0,9 = 59,4 VA

sinϕ =
=
= 0,68

Wykres wskazowy:

I I _C

I_R

U

4. Pomiary w układzie mieszanym RC

Rys. Układ pomiarowy do badania połączenia mieszanego RC

Zestawienie wyników pomiarów:

Pomiary						Obliczenia
U	I1	V1	V2	I2	I3	cos ϕ
V	A	V	V	A	A	-
120	0,6	84	42	0,42	0,4	0,7

Obliczenia:

cosϕ =
=
= O,7

Wykres wskazowy:

I_C

I

I_R

U₂

5. 
   Poprawa współczynnika mocy cos ϕ

Rys. Schemat połączeń układu do poprawy współczynnika mocy

Zestawienie wyników pomiarów:

Układ	Pomiary					Obliczenia
		U	I	P	IC	JL	S	cos ϕ
		V	A	W	A	A	VA	-
bez kompensacji	250	0,5	21	-	0,5	45	0,3
z kompensacją	250	0,2	22	0,45	0,5	22,5	0,6

Obliczenia:

bez kompensacji z kompensacją

S = UI = 250*0,5 = 125 VA S = UI = 250*0,2 = 50 VA

cosϕ =
=
= 0,17 cosϕ =
=
= 0,44

6. Wnioski:

Pomiar w układzie szeregowym RLC w stanie rezonansu:

W układzie nie będącym w stanie rezonansu napięcia na L i C są różne .

W stanie rezonansu napięcia na tych elementach są równe. Znaczy to , że napięcie na kondensatorze opóźnione jest w stosunku do prądu na rezystorze o taką samą wartość jak napięcie na cewce wyprzedza prąd na rezystorze. Oba te przesunięcia równoważą się. Wstanie rezonansu „obwód nie widzi elementów L i C”. Prąd płynący w obwodzie jest zależny tylko od R.

Poprawa współczynnika mocy cos ϕ.

Z pomiarów wynika , że tka sama moc odbiornika P=15W była uzyskana w obwodzie bez kompensacji i z kompensacją. Różnica polegała na tym,że przy dołączonym kondensatorze wartość płynącego prądu w obwodzie była mniejsza. Sprawność takiego obwodu jest większa.

Większa ilość energii jest zużywana w odbiorniku a nie w przewodach łączących.

Q_b

T

220V

U_RC

U_RL

U_C

U_L

U_R

C

R_LL

R_R

V

W

A

V

A

A

T

220V

A

V

C

R2

R1

V

V₁

V

A_C

A₂

Q_b

T

220V

A_1111111