Upload
yaro-82
View
5
Download
1
Embed Size (px)
DESCRIPTION
sprawko, laborka rlc
Citation preview
POLITECHNIKA LSKA GLIWICE WYDZIA ELEKTRYCZNY
W GLIWICACH
LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI
OGLNEJ.
Badanie zjawisk rezonansowych w obwodach elektrycznych
- rezonans napi.
GRUPA 1, SEKCJA 5
1. R. T.
2. M. R.3. A. W.4. A. S. CEL WICZENIACelem wiczenia byo zapoznanie si ze zjawiskami rezonansowymi zachodzcymi w obwodzie szeregowym RLC. Otrzymane wyniki naleao opracowa i zebra w sprawozdaniu.WSTPZjawiska wystpujce w obwodzie R, L, C, gdy pulsacja zasilania jest rwna pulsacji drga swobodnych nosi nazw rezonansu a pulsacja w pulsacji rezonansowej. Zjawisko rezonansu moemy wywoa przy staych parametrach R, L, C poprzez zmian czstotliwoci zasilania lub przy staej wartoci czstotliwoci zasilania przez zmian wartoci elementw L, C. Obwd w stanie rezonansu nie pobiera ze rda mocy biernej. W stanie rezonansu ze rda przekazywana jest do obwodu tylko moc czynna P, ktra zamienia si w ciepo wydzielane na rezystancji. W zalenoci od sposobu podczenia elementw R, L, C moe w obwodzie wystpi zjawisko rezonansu napi (rezonans szeregowy) lub zjawisko rezonansu prdw (rezonans rwnolegy). Przy zasilaniu pasywnego dwjnika szeregowego R, L, C:
Przebiegiem sinusoidalnym o staej amplitudzie i zmiennej pulsacji w odpowied ukadu jest rwnie sinusoidalna o tej samej pulsacji, co wymuszenie.
W takim obwodzie mona wyrni wielkoci:
- impedancja wejciowa pomidzy zaciskami a - b wynosi:
gdzie:
- modu impedancji,
- kt fazowy (argument) impedancji.
- napicia na poszczeglnych elementach speniaj zalenoci:
- pyncy prd okrela si zalenoci:
a jego warto skuteczna wynosi:
Jeeli pulsacja zasilania jest rwna pulsacji drga swobodnych, dla ktrych:
czyli:
To mamy do czynienia z rezonansem szeregowym.
Pulsacja rezonansowa okrelona jest zalenoci:
gdzie: f0 czstotliwo rda zasilania [Hz]
W miar jak pulsacja zblia si do pulsacji rezonansowej modu impedancji
maleje i osiga minimum dla
,
.
Wartoci prdu pyncego w obwodzie oraz wartoci napi na poszczeglnych elementach w stanie rezonansu wynosz:
Wykres wektorowy w stanie rezonansu.
W stanie rezonansu przy wymuszeniu ze rda napiciowego U prd przyjmuje warto ekstremaln. Warto ta ograniczona jest tylko przez rezystancj R. Napicie na kondensatorze i cewce maj wartoci rwne, co do moduu, lecz s przesunite o 180( tak, e nawzajem si znosz. Warto
w stanie rezonansu mog wielokrotnie przewysza warto napicia zasilajcego prowadzc do szkodliwych przepi. Wartoci ekstremalne zale od wartoci elementw R, L, C a od tych wartoci zaley z kolei dobro obwodu rezonansowego.
Dobro zdefiniowana jest jako stosunek energii ukadu do energii traconej w cigu jednego okresu (T) na rezystorze pomnoony przez czynnik
.
Z funkcj rezonansow cile wie si pojcie selektywnoci obwodu szeregowego R, L, C. Pasmem przepuszczania ukadu szeregowego R, L, C nazywamy taki przedzia
zawarty wok pulsacji rezonansowej, w ktrym przy staej wartoci skutecznej napicia
moc czynna maleje do poowy mocy czynnej rezonansowej, co jest rwnoznaczne, e
PRZEBIEG WICZENIABadanie rezonansu szeregowego przeprowadzono dla idealnego rda napicia oraz idealnego rda prdu
a) rdo napicia:
b) rdo prdu:
W obydwu przypadkach badano obwody RLC, lecz ze wzgldu na to, e uyte elementy nie byy idealnymi, lecz rzeczywistymi wyniki pomiarw mogy zosta zafaszowane przez rezystancj tych elementw.
W obydwu przypadkach na pocztku oceniono zgrubnie warto czstotliwoci rezonansowej, a nastpnie przeprowadzono szczegowe pomiary.
Zestawienie wynikw:
Idealne rdo napicia
fiuuluc
[Hz][A][V][V][V]
2000,063,213,6
3000,13,224
4000,133,244,6
5000,23,24,25,5
6000,283,24,47
7000,433,28,59,5
8000,483,21010
9000,43,297
10000,33,274,5
11000,233,263
Wykres nr 1
Nastpnie do wyznaczenia dobroci Q ukadu prosto z pomiarw posuono si charakterystyk I = f ( f ) - (Wykres nr 5). Na osi I odszukano warto obliczon z poniszej zalenoci:
Na tej wysokoci poprowadzono prost przecinajc charakterystyk w dwch miejscach, a w miejscu przeci poprowadzono pionowo proste przecinajce o czstotliwoci w punktach f1 = 645 Hz i f2 = 955 Hz.
Nastpnie wyznaczono (f = f2 f1 = 310 Hz. Dobro ukadu obliczono ze wzoru:
Q = fo/(f = 800/310 = 2,58
Rzeczywiste rdo napicia
fiuuluc
[Hz][A][V][V][V]
2000,0630,33,3
3000,0830,53,5
4000,112,91,13,9
5000,162,824,7
6000,212,63,45,5
7000,32,156,5
8000,311,921,9
9000,282,26,55
10000,232,55,53,5
11000,22,652,8
Wykres nr 2
Nastpnie do wyznaczenia dobroci Q ukadu prosto z pomiarw posuono si charakterystyk I = f ( f ) (Wykres nr 6). Na osi I odszukano warto obliczon z poniszej zalenoci:
Na tej wysokoci poprowadzono prost przecinajc charakterystyk w dwch miejscach, a w miejscu przeci poprowadzono pionowo proste przecinajce o czstotliwoci w punktach f1 = 610 Hz i f2 = 1030 Hz.
Nastpnie wyznaczono (f = f2 f1 = 420 Hz. Dobro ukadu obliczono ze wzoru:
Q = fo/(f = 800/420 = 1,91Idealne rdo prdufiuuluc
[Hz][A][V][V][V]
2000,170,76,5
3000,14,315
4000,131,34,1
5000,121,53,2
6000,11,31,72,6
7000,10,81,82,1
8000,10,71,91,9
9000,10,82,11,6
10000,11,12,31,4
11000,11,52,61,3
Wykres nr 3
Rzeczywiste rdo prdu
fiuuluc
[Hz][A][V][V][V]
2000,137,50,68
3000,13516
4000,133,51,34,8
5000,132,31,63,9
6000,131,51,93,2
7000,130,92,22,8
8000,130,72,52,5
9000,1312,82,2
10000,131,43,21,9
11000,131,83,41,8
Wykres nr 4
WNIOSKIW przeprowadzonym wiczeniu badano rezonans szeregowy obwodu RLC dla idealnego i rzeczywistego rda napicia oraz idealnego i rzeczywistego rda prdu. Ksztaty charakterystyk I, UL, UC, U = f(f) dla tych rde nie rni si zbyt duo od charakterystyk otrzymanych w wyniku rozwaa teoretycznych.
Powstae bdy s przyczyn niedokadnoci przyrzdw i niedokadnoci odczytw wynikw pomiarw.
.
R, L, C
a
Zwe
Ywe
b
C
L
R
UC
UL
UX
UR
U
EMBED Equation.2
EMBED Equation.2
EMBED Equation.2
EMBED Equation.2
EMBED Equation.2
R
0
90(
0
-90(
charakter rezyst-indukcyjny
charakter rezyst-pojem
Im
EMBED Equation.2
EMBED Equation.2
U = UR0
I0 = Imax
Re
0
1
EMBED Equation.2
Qsz2 > Qsz1
EMBED Equation.2
EMBED Equation.2
EMBED Equation.2
0
0
Qsz2
Qsz1
C
EMBED Equation.3
L
Gen.akustf zmienne
R
VC
VL
V
A
Modelrda
napicio-wego
Gen.
C
L
R
EMBED Equation.2
V
A
Modelrda
prdu
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
PAGE 11
_877843639.unknown
_877847089.unknown
_1033553092.unknown
_1033553203.unknown
_1033722443.unknown
_1033722771.unknown
_1033726486.unknown
_1033635301.unknown
_1033636414.unknown
_1033553238.unknown
_1033553183.unknown
_910939444.unknown
_910939446.unknown
_910939447.unknown
_910939445.unknown
_877847744.unknown
_877848138.unknown
_877851490.unknown
_877847678.unknown
_877844607.unknown
_877845914.unknown
_877846199.unknown
_877847042.unknown
_877846198.unknown
_877844608.unknown
_877844604.unknown
_877844606.unknown
_877843680.unknown
_877844603.unknown
_877843057.unknown
_877843264.unknown
_877843585.unknown
_877843156.unknown
_877841529.unknown
_877842005.unknown
_877841395.unknown