P1050590

2

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zbadanie własności szeregowego i równoległego obwodu rezonansowego złożonego z elementów rzeczywistych RLC.

2. Wiadomości podstawowe 2.1. Rezonans

Rezonans - stan układu fizycznego, w którym pulsacja drgań wymuszonych jest równa pulsacji drgań swobodnych rozpatrywanego układu. W odniesieniu do obwodów elektrycznych powyższy warunek rezonansu implikuje następujące równoważne warunki:

-    kąt przesunięcia fazowego między napięciem a prądem zasilania jest równy zeru,

- rcaktancj a wypadkowa jest równa zeru,

- susceptancj a wypadkowa j est równa zeru.

Nie są to jednak warunki wystarczające. Obwód zawierający tylko rezystory zawsze spełnia te warunki, ale rezonans w nim nie zachodzi. Rezonans może zajść tylko wtedy, gdy w danym obwodzie istnieje możliwość wzbudzenia drgań swobodnych, a to jest możliwe tylko w obwodach zawierających co najmniej jedną cewkę i co najmniej jeden kondensator.

2.1. Rezonans w obwodzie szeregowym (rezonans napięć)

W szeregowej gałęzi złożonej z idealnych    y    y    y_c

elementów RLC z rysunku 1 prąd wyraża się    m-    -«- ■+-

Wzorem    ₀    » | j.

wzorem

o

u

równe

Napięcia na poszczególnych elementach są Rys* 1* Szeregowa gałąź RLC

Napięcia Ul oraz Uc są przesunięte w fazie o 180°, wobec czego kompensują się one częściowo lub całkowicie, zależnie od wartości coL i MeoC. Aby kompensacja była całkowita, powinien być spełniony warunek

qjC

coL =

Układ znajduje się wtedy w rezonansie napięć, moduł impedancji osiąga minimalną wartość

Z_mm = ^R (cosp = l, <p = 0°)

a prąd - maksymalną;