E6 Szeregowy rezonans elektryczny

(1)

Uniwersytet Humanistyczno-Przyrodniczy im. Jana Długosza w Częstochowie

1 Szeregowy rezonans

elektryczny E6

Przyrządy:

Generator drgań akustycznych, kondensator dekadowy, indukcyjność dekadowa, opornica dekadowa, woltomierz, miliamperomierz (dwa multimetry uniwersalne), częstościomierz.

Dla obwodu prądu zmiennego, w którym mamy do czynienia z oporem omowym, indukcyjnym i pojemnościowym, zawada ma postać:

2

1 



 



 −

+

= R L C

Z ω ω

Jeżeli L C

ω = ω ¹ to Z=R i wówczas prąd płynący w obwodzie osiąga wartość maksymalną i jest w fazie z napięciem. Zjawisko to nazywamy rezonansem napięć.

Dobroć obwodu rezonansowego dla małych częstotliwości określamy następująco:

C L R R L RC U

U U

Q = U

^L

=

^C

= 1 = ω = 1 ω

gdzie U

L

- napięcie na końcach cewki

U

C

- napięcie na okładkach kondensatora

U - napięcie zasilające cewkę i kondensator

Schemat połączeń. w celu wykonania ćwiczenia :

(2)

Uniwersytet Humanistyczno-Przyrodniczy im. Jana Długosza w Częstochowie

2 Kolejność wykonywanych czynności:

1. Połączyć układ według schematu przedstawionego na rysunku.

2. Poszukać wstępnie częstotliwości rezonansowej dla trzech podanych wartości:

- C

¹

= 0, 01µF, L

1

= 0,1H - C

²

= 0.05µF, L

2

= 0,5H - C

³

= 0.09 µ F, L

3

= 0,9H

3. Wyznaczyć przebieg krzywych rezonansowych badając zmiany zależności natężenia prądu I w obwodzie w funkcji częstotliwości I = f( ν ) dla C = 0,01µF , L = 0,1H i R=0 Ω . zmieniając częstotliwość generatora co 0,5kHz; wskazania poziomu sygnału na woltomierzu muszą być stałe – uzyskujemy to regulując poziom napięcia

E6 Szeregowy rezonans elektryczny

Uniwersytet Humanistyczno-Przyrodniczy im. Jana Długosza w Częstochowie

1

Szeregowy rezonans

elektryczny E6

Przyrządy:

Generator drgań akustycznych, kondensator dekadowy, indukcyjność dekadowa, opornica dekadowa, woltomierz, miliamperomierz (dwa multimetry uniwersalne), częstościomierz.

Dla obwodu prądu zmiennego, w którym mamy do czynienia z oporem omowym, indukcyjnym i pojemnościowym, zawada ma postać:

1 



 



 −

+

= R L C

Z ω ω

Jeżeli L C

ω = ω 1 to Z=R i wówczas prąd płynący w obwodzie osiąga wartość maksymalną i jest w fazie z napięciem. Zjawisko to nazywamy rezonansem napięć.

Dobroć obwodu rezonansowego dla małych częstotliwości określamy następująco:

C L R R L RC U

U U

Q = U

=

= 1 = ω = 1 ω

gdzie U

- napięcie na końcach cewki

U

- napięcie na okładkach kondensatora

U - napięcie zasilające cewkę i kondensator

Schemat połączeń. w celu wykonania ćwiczenia :

Uniwersytet Humanistyczno-Przyrodniczy im. Jana Długosza w Częstochowie

2 Kolejność wykonywanych czynności:

1. Połączyć układ według schematu przedstawionego na rysunku.

2. Poszukać wstępnie częstotliwości rezonansowej dla trzech podanych wartości:

- C

= 0, 01µF, L

= 0,1H - C

= 0.05µF, L

= 0,5H - C

= 0.09 µ F, L

= 0,9H

wyjściowego z generatora.

Czynności powtórzyć trzykrotnie po zmianie oporności R na wartość 2,0kΩ, 2,5kΩ i 3,0kΩ.

L.p. R ν I

[k Ω ] [kHz] [mA]

4. Wykreślić krzywe rezonansowe I=f(ν) i odczytać wartości częstotliwości rezonansowych dla każdej serii pomiarów.

5. Obliczyć dobroć obwodu Q dla każdej serii pomiarowej.

Wymagania:

- opór omowy, pojemnościowy i indukcyjny w obwodzie prądu zmiennego, obwód

drgający, częstotliwość drgań własnych [7, 12]

ω = ω ¹ to Z=R i wówczas prąd płynący w obwodzie osiąga wartość maksymalną i jest w fazie z napięciem. Zjawisko to nazywamy rezonansem napięć.