Katedra Inżynierii Komputerowej
Laboratorium Elektrotechniki i Teorii Obwodów
Nr ćwiczenia
0
Temat
Rok akademicki
2007/08
Data wykonania ćwiczenia
2007-11-12
Data oddania sprawozdania
2007-11-19
Kierunek/specjalność
Ocena
Skład grupy laboratoryjnej
1. Bartłomiej Kuśnierz
2. Karol Kubiak
3. Jakub Kucharski
4. Radosław Liskiewicz
Rok/semestr/grupa
gr A3
I – Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia było przeanalizowanie działania równoległego układu rezonansowego RLC oraz zbadanie charakterystyk obwodu rezonansowego.
II – Wprowadzenie do ćwiczenia
Obwód rezonansowy jest obwodem elektrycznym, składającym się z kondensatora i cewki. W obwodzie tym zachodzi rezonans prądów (w równoległym) lub napięć (w szeregowym). Rezonans następuje wtedy gdy reaktancje cewki Xl i kondensatora Xc są równe.
Obwody rezonansowe to takie w których występuje zjawisko rezonansu. Przedstawia ono taki stan pracy obwodu elektrycznego, przy którym reaktancja wypadkowa lub susceptancja wypadkowa jest równa zeru.
W stanie rezonansu zatem napięcie i prąd na zaciskach rozpatrywanego obwodu są zgodne w fazie, argument impedancji lub admitancji zespolonej obwodu jest równy zeru. Obwód nie pobiera żadnej mocy biernej (moc bierna indukcyjna jest równa mocy biernej pojemnościowej – zjawisko kompensacji mocy).
Dobroć Q - to wielkość charakteryzująca ilościowo układ rezonansowy. Określa, ile razy amplituda wymuszonych drgań rezonansowych jest większa niż analogiczna amplituda w obszarze częstości nierezonansowych.
III – Wykonanie ćwiczenia
Schemat obwodu do wykonania:
IV – obliczenia
Rezystancja cewki: 0,05 kΩ
Tabela pomiarów:
V – Opracowanie
1. Dlaczego rezystancja powinna być duża?
Rezystancja powinna być w miarę duża, ponieważ im jest ona większa tym mniejszą wartość osiąga prąd w układzie.
Zakładając że suspentacja cewki i kondensatora są ruwne zeru Bl=Bc=0, wartość prądu płynącego w tym obwodzie zależy wyłącznie od rezystancji.
3. Na podstawie danych pomiarowych obliczyć i wykreślić uniwersalne charakterystyki częstotliwościowe dla równoległego obwodu rezonansowego.
Na podstawie obliczeń:
Wykres:
Dla:
Napięcie na rezystorze:
Prąd a kondensatorze:
Prąd na cewce:
Rezonans fazowy i amplitudowy:
· Zjawisko rezonansu fazowego zachodzi gdy imY=0. Wówczas część rzeczywista z admitancji jest stała i nie zależy od pulsacji ω.
· Zjawisko rezonansu amplitudowego zachodzi, gdy częstotliwość siły wymuszającej jest równa częstotliwości rezonansowej. Wówczas amplituda drgań jest maksymalna. Zachodzi rezonans między siłą wymuszającą a układem drgającym.
VI – Wnioski
Otrzymany obwód jest w stanie rezonansu przy częstotliwości 6kHz, ponieważ prąd na cewce oraz kondensatorze są wtedy do siebie najbardziej zbliżone. Prąd cewkowy osiąga maximum, natomiast najmniejszą wartośc osiąga spadek napięcia na rezystancji. Potwierdza to obliczenie dokonane na początku pomiarów:
Dobroć obwodu w tym układzie wynosi: 2,45.
Rezonans równoległy ma zastosowanie głownie w układach filtrów i generatorów, w których pełni role układu wzmacniającego sygnały w określonym zakresie częstotliwości i tłumiącego w pozostałym.
kubix