-1-
PROTOKÓŁ POMIAROWY - SPRAWOZDANIE
LABORATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI Grupa Podgrupa Numer ćwiczenia 6 Lp. Nazwisko i imię Data wykonania
1. ćwiczenia
2. Prowadzący ćwiczenie 3.
4. Podpis
5. Ocena
6. sprawozdania
Temat REZONANS W OBWODACH ELEKTRYCZNYCH
1. Cel ćwiczenia: sprawdzenie podstawowych właściwości szeregowego i równoległego obwodu rezonansowego przy wymuszeniu napięciem sinusoidalnym, zbadanie wpływu parametrów obwodu na częstotliwość rezonansową oraz charakterystyki częstotliwościowe i krzywe rezonansowe.
2. Wykaz przyrządów i elementów pomiarowych:
Lp.
Oznaczenie przyrządu na
schemacie
Nazwa przyrządu Typ Klasa dokładności
Wykorzystywane zakresy pomiarowe
1. G 2. V 3. A 4. VL (AL) 5. VC (AC)
-2- 3. Badanie szeregowego obwodu RLC
3.1. Schemat układu pomiarowego do badania rezonansu napięć
R L C
W
3.2. Przebieg pomiarów:
Badania należy przeprowadzić przy stałej wartości skutecznej napięcia U na zaciskach obwodu. Przy ustalonej wartości: rezystancji R, indukcyjności L i pojemności C - zmierzyć amperomierzem A wartość prądu I w obwodzie oraz woltomierzami VL i VC odpowiednio napięcia na cewce UL i kondensatorze UC dla kilku wybranych wartości częstotliwości f sygnału generatora.
Wyboru częstotliwości pomiarowych dokonać w oparciu o znajomość częstotliwości rezonansowej fr oraz dobroci obwodu (parametrów określających pasmo przepustowe) i przyjętego przedziału częstotliwości, w którym charakterystyki mają być wyznaczone. Wyniki pomiarów umieścić w tab.3.3.
3.3. Tabela: Wyznaczanie charakterystyk częstotliwościowych i krzywych rezonansowych Wartości stałe: U=...V , L=... H , C=... F , R=... Ω
POMIARY OBLICZENIA
f I UL UC X Z ϕ
Lp.
[Hz] [A] [V] [V] [Ω] [Ω] [1o]
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
3.3. Opracowanie wyników pomiarów:
• na podstawie przyjętych parametrów obwodu, obliczyć częstotliwość rezonansową, dobroć oraz pasmo przepustowe wykorzystując zależności:
fr LC π 2
= 1 ,
R C Q= L/ ,
Q Sp(3dB) = fr
• na podstawie wyników pomiarów określić częstotliwość rezonansową, następnie obliczyć: reaktancję wypadkową X, moduł impedancji Z oraz kąt ϕ przesunięcia fazowego
-3-
obwodu dla wszystkich wartości częstotliwości pomiarowych – korzystając z następujących zależności:
I U
X =UL− C , Z = X2 +R2 ,
R tg X
=arc
ϕ ;
obliczyć dobroć obwodu dla częstotliwości rezonansowej jako
U U U Q≅UL ≅ C
• wykreślić w jednym układzie współrzędnych zależności reaktancji wypadkowej X oraz modułu impedancji Z od częstotliwości;
• wykreślić zależność kąta ϕ przesunięcia fazowego obwodu od częstotliwości;
• wykreślić w jednym układzie współrzędnych zależności napięć UL i UC od częstotliwości;
• wykreślić zależność wartości skutecznej prądu obwodu I od częstotliwości.
4. Badanie równoległego obwodu RLC
4.1. Schemat układu pomiarowego do badania rezonansu prądów
R L C
W
4.2. Przebieg pomiarów:
Badania należy przeprowadzić przy stałej wartości skutecznej napięcia U na zaciskach obwodu. Przy ustalonej wartości: rezystancji R, indukcyjności L i pojemności C - zmierzyć amperomierzami A oraz AL i AC odpowiednio wartość prądu I w obwodzie oraz wartości prądów w cewce IL i kondensatorze IC dla wybranych wartości częstotliwości f sygnału generatora. Wyboru częstotliwości pomiarowych dokonać w oparciu o znajomość częstotliwości rezonansowej fr i przyjętego przedziału częstotliwości, w którym charakterystyki mają być wyznaczone. Wyniki pomiarów umieścić w tabeli 4.3.
4.3. Tabela: Wyznaczanie charakterystyk częstotliwościowych i krzywych rezonansowych Wartości stałe: U=...V , L=... H , C=... F , R=... Ω
POMIARY OBLICZENIA
f I IL IC B Y ϕ
Lp.
[Hz] [A] [A] [A] [S] [S] [1o]
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
-4- 4.3. Opracowanie wyników pomiarów:
• na podstawie przyjętych parametrów obwodu, obliczyć częstotliwość rezonansową oraz dobroć wykorzystując zależności:
fr LC π 2
= 1 ,
C L Q R
= /
• na podstawie wyników pomiarów określić częstotliwość rezonansową, następnie obliczyć: susceptancję wypadkową B, moduł admitancji Y oraz kąt ϕ przesunięcia fazowego obwodu dla wszystkich wartości częstotliwości pomiarowych – korzystając z następujących zależności:
U I
B= IC − L , Y = B2 +G2 ,
G tg B
−arc
ϕ= ; obliczyć dobroć obwodu dla częstotliwości rezonansowej jako
I I I
Q≅ IL ≅ C ;
• wykreślić w jednym układzie współrzędnych zależności susceptancji wypadkowej B oraz modułu admitancji Y od częstotliwości;
• wykreślić zależność kąta ϕ przesunięcia fazowego obwodu od częstotliwości;
• wykreślić w jednym układzie współrzędnych zależności prądów I, IL, IC od częstotliwości.
