RlC rezonans szeregowy - Pracownia elektryczna

ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNYCH WE WŁOCŁAWKU
Pracownia elektryczna i elektroniczna
TEMAT ĆWICZENIA:
BADANIE SZEREGOWEGO OBWODU RLC
1. Pomiar napięć i prądu na elementach RLC. Wyznaczenie parametrów R, L, C, fo, RL.
a) Pomiar rezystancji cewki RL.
RL =
U
I
b) Pomiar napięć U, UR, ULR, UC oraz prądu I.
c) Tabela pomiarowa.
z pomiarów
z obliczeń
RL
U
UR
ULR
UC
I
f
R
L
C
fo
ZL
Ω
V
V
V
V
A
Hz
Ω
H
µF
Hz
Ω
RL – rezystancja cewki,
ZL – impedancja cewki,
f – częstotliwość napięcia zasilającego,
f0 – częstotliwość rezonansowa,
L – indukcyjność cewki,
C – pojemność kondensatora,
R – rezystancja opornika,
U
R= R
I
f0 =
U
Z L = LR
I
L=
Z 2L − R 2L
2⋅Π⋅f
C=
I
2 ⋅ Π ⋅ f ⋅ UC
1
2⋅Π⋅ L⋅C
Badanie szeregowego obwodu RLC
Strona 1 z 2
ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNYCH WE WŁOCŁAWKU
Pracownia elektryczna i elektroniczna
2. Wyznaczenie charakterystyk rezonansowych szeregowego obwodu RLC.
Dla wyznaczonej częstotliwości rezonansowej fo i dla kilku częstotliwości f większych i
mniejszych od fo dokonać odpowiednich obliczeń parametrów układu RLC. W obliczeniach
przyjąć U równe napięciu zasilającemu układ.
f0
f
Hz
XL
Ω
XC
Ω
Z
Ω
I
A
UC
V
UL
V
UR
V
tg ϕ
-
ϕ
0
cos ϕ
-
P
W
Q
Var
S
VA
1
2⋅Π ⋅f ⋅C
XL = 2⋅ Π ⋅f ⋅ L
XC =
U R = I ⋅ (R + R L )
UL = I ⋅ XL
P = U ⋅ I ⋅ cosϕ
UC = I ⋅ XC
Q = U ⋅ I ⋅ sinϕ
XL – reaktancja cewki
XC – reaktancja kondensatora
Z – impedancja obwodu RLC
UR – napięcie na rezystancji obwodu
UL – napięcie na indukcyjności obwodu
-
Z=
(R + R L )2 + (X L − X C )2
tgϕ =
I=
U
Z
XL − XC
R + RL
S = U⋅I
UC – napięcie na pojemności obwodu
P – moc czynna
Q – moc bierna
S – moc pozorna
W jednym układzie współrzędnych wykonaj wykresy parametrów układu w funkcji
częstotliwości: XL, XC, Z, UC, UL, UR, I = f(f)
W jednym układzie współrzędnych wykonaj wykresy parametrów układu w funkcji
częstotliwości: P, Q, S, ϕ = f(f).
Jak zmienić wartość R, L, C, aby układ dla f = 50 Hz znalazł się w rezonansie?
Wnioski z pomiarów i obliczeń – uzasadnić przebieg wykresów.
Badanie szeregowego obwodu RLC
Strona 2 z 2