rezonans.pdf
(
389 KB
)
Pobierz
rezonans
Temat: Badanie szeregowego obwodu rezonansowego.
Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z konstrukcją oraz zjawiskami
zachodzącymi w szeregowym obwodzie rezonansowym.
Część teoretyczna:
Rezonans jest to taki stan pracy obwodu elektrycznego, w którmy reaktancja wypadkowa
obwodu lub jego susceptancja wypadkowa jest równa zero. Obwody w których występuje
zjawisko rezonansu nazywamy obwodami rezonansowymi.
W stanie rezonansu napięcie i prąd na zaciskach rozpatrywanego obwodu są zgodne w fazie.
Dzieje się tak, ponieważ moc bierna indukcyjna pobierana przez obwód jest równa mocy
biernej pojemnościowej, czyli przesunięcia fazy dokonywane przez elementy L i C
wyrównują się.
Układ w stanie rezonansu nie pobiera mocy biernej.
Częstotliwość, przy której reaktancja wypadkowa lub susceptancja wypadkowa jest równa
zero (zachodzi zjawisko rezonansu) nazywana jest częstotliwością rezonansową f
r
.
1
2π
LC
f
r
=
Impedancja falowa ρ - reaktancja indukcyjna lub pojemnościowa przy częstotliwości
rezonansowej.
C
Dobroć obwodu Q – określa, ile razy napięcie na indukcyjności lub pojemności jest większe
od napięcia na zaciskach obwodu.
ρ= ω
r
L
=
ω
r
C
=
1
L
Q
=
ω
r
L
R
ω
r
CR
=
ρ
1
=
R
Rozstrojeniem bezwzględnym ς nazywamy stosunek reaktancji obwodu do jego rezystancji.
R
=
tg
ϕ=
Q
δ
Rozstrojeniem względnym ∂ nazywamy stosunek reaktancji obwodu do jego impedancji
falowej.
ζ =
X
δ=
X
ρ
Wyróżniamy dwa rodzaje rezonansów:
•
rezonans napięć – występuje w obwodzie o szeregowym połączeniu elementów R,L,C;
•
rezonans prądów – występuje w obwodzie o równoległym połączeniu elementów
R,L,C.
Rezonans napięć charakteryzuje się:
•
reaktancją pojemnościową równą reaktancji indukcyjnej, ale o przeciwnym znaku;
•
impedancją obwodu równą rezystancji;
•
napięciem na indukcyjności równym co do modułu napięciu na pojemności(suma
geometryczna tych napięc jest równa zero);
•
dużym prądem w obwodzie (reaktancja równa zero, mała rezystancja R powodują
pracę źródła w warunkach zbliżonych do stanu zwarcia).
Rozpoczęcie części praktycznej:
Badanie szeregowego obwodu rezonansowego:
Dane do badania:
1.
karta pomiarowa nr SO4203-6S,
2.
generator funkcyjny z kompletem przewodów,
3.
woltomierz,
I. Wykaz działań:
1.
sprawdzenie stanowiska pod kątem przepisów BHP i PPOŻ;
2.
zapoznanie się z dokumentacją techniczną używanych urządzeń, w szczególności
parametrów zasilania oraz sposobów bezpiecznego użytkowania;
3.
zaprojektowanie schematów układów pomiarowych;
4.
sporządzenie tabel pomiarowych;
5.
połączenie układów pomiarowych;
6.
dokonanie niezbędnych pomiarów;
7.
zapisanie wyników pomiarów do tabel;
8.
wykreślenie charakterystyk;
9.
obliczenie parametrów obliczalnych lub odczytanie parametrów wykreślnych z
charakterystyk;
10.
wyciągnięcie wniosków;
11.
zapisanie wniosków.
Schematy układu do badania:
II. Schemat układu pomiarowego:
schemat pomiarowy nr I
III. rozpoczęcie pomiarów:
a)
zmontowanie pierwszego schematu pomiarowego;
b)
połączenie zwory MP1, tak aby prąd płynął przez rezystor R1;
c)
ustawienie parametrów przyrządów i uruchomienie przyrządów:
- generator funcyjny: amplituda 1:1, 75%, zakres częstotliwości 1kHz,
częstotliwość 12kHz (początkowo), kształt sygnału: sinusoida;
- woltomierz: 20V AC, V
pp
;
c) ustawienie częstotliwości sygnału generatora na wartość podaną w tabeli
pomiarowej;
d) odczyt napięcia z woltomierza;
e) wpisanie wartości do tabeli;
f) narysowanie charakterystyki na podstawie tabeli;
g) pomiar napięć na elementach przy częstotliwości rezonansowej;
h) określenie częstotliwości rezonansowej oraz obliczenie dobroci układu.
częstotliwość napięcia [Hz]
wartość napięcia na L i C [V]
12
13,2
13
13
14
12,7
14,4
12,7
14,8
12,6
15,2
12,4
15,6
12,1
16
11,8
16,4
11,6
16,8
11,1
17,2
9,4
17,6
8,5
18
7,4
18,4
3,6
18,8
1,4
19,2
3,6
19,6
6,7
20
8,3
20,4
9,6
20,8
10,5
21,2
11,1
21,6
11,3
22
11,6
22,4
11,9
22,8
12,1
23,2
12,1
23,6
12,2
24
12,4
25
12,6
tabela pomiarowa nr 1
charakterystyka napiecia w funkcji częstotliwości Ua=f(f)
f
r
=
1
2π
LC
=
1
2π 680
pF
⋅100
mH
≈19310
Hz
ρ=
L
C
=
100
mH
680
pF
≈12127
Q
=
ρ
R
=
12127
1800Ω
≈ 6,7372
tabela pomiarowa nr 2 – napiecia w rezonansie
IV. Zebranie wniosków:
Wykonane ćwiczenia potwierdza prawdziwość wzorów wykorzystanych do obliczenia
wartości napięć, dobroci i częstotliwości rezonansowej. Badanie układu potwierdza cechy
obwodu rezonansowego podane w części teoretycznej ćwiczenia. Ważne jest też
zaobserwowanie jak wysokie napięcie może występować w obwodzie rezonansowym(kwestie
bezpieczeństwa przy pracy z takimim układami).
Wykonał: Filip „Widelec” Maryjański
Plik z chomika:
widelcov
Inne pliki z tego folderu:
warystor_obrazy.zip
(75 KB)
warystor.pdf
(346 KB)
stabilizator_obrazy.zip
(290 KB)
stabilizator_napiecia.pdf
(1037 KB)
tranzystor_oc.pdf
(956 KB)
Inne foldery tego chomika:
Praktyka zawodowa (technik elektronik)
Technologia i materiałoznastwo elektroniczne (skany zeszytu)
Urządzenia elektroniczne - notatki
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin