1. Pomiary w układzie szeregowym RLC

Rys. Układ pomiarowy do badania obwodu szeregowego RLC

Zestawienie wyników pomiarów:

Pomiary

Obliczenia

U

I

P

UR

UL

UC

URL

ULC

Z

RR

XC

C

ZL

RL

XL

L

cosϕ

V

A

W

V

V

V

V

V

Ω

Ω

Ω

uF

Ω

Ω

Ω

H

----

100

0,53

53

84

60

41,8

124

18

188,6

158,5

78,86

40,39

113,2

30,7

108,9

0,34

1

Obliczenia:

Z =
=
= 188,6Ω R_L =
- R_R =
- 158,5= 30,7Ω

R_R =
=
= 158,5Ω X_L =
=
= 108,9Ω

X_C =
=
= 78,86Ω L =
=
= 0,34 H

C =
=
= 40,39 μF cosϕ =
=
= 1

Z_L =
=
= 113,2 Ω

2. Pomiary w układzie szeregowym RLC w stanie rezonansu

W układzie przedstawionym powyżej przyłączyć woltomierz do pomiarów napięć na oporniku U_R, na cewce U_L i na kondensatorze U_C

Zestawienie wyników pomiarów:

Lp.	Pomiary						Obliczenia
		U	I	P	UR	UL	UC	Z	R	XL	L	XC	C	cosϕ
		V	A	W	V	V	V	Ω	Ω	Ω	H	Ω	uF	---
1	80	0,25	12	38	37	94	298,07	192	442	1,4	376	8,46	0,6
2	80	0,41	32	63	128	113	195,12	190,4	310	0,99	275,6	11,5	0,97

Obliczenia:

Układ przed rezonansem:

R =
=
= 192Ω R_R =
=
= 152Ω

Z_L =
=
= 148Ω R_L =
- R_R =
- 152= 40Ω

X_L =
=
= 142,5Ω L =
=
= 0,454 H

X_C =
=
= 376 Ω C =
=
= 8,47μF

cosϕ =
=
= 0,6 Z =
= = 320 Ω

f_r =
=
= 81,25 Hz

Układ w rezonansie:

R =
=
= 190,4Ω R_R =
=
= 153,66Ω

Z_L =
=
= 312,2Ω R_L =
- R_R =
- 153,66= 36,74Ω

X_L =
=
= 310Ω L =
=
= 0,99 H

X_C =
=
= 275,6 Ω C =
=
= 11,5μF

cosϕ =
=
= 0,97 Z =
= 195,12 Ω

f_r =
=
= 47,16 Hz

3. Pomiary w układzie równoległym RC

Rys. Układ pomiarowy do badania obwodu równoległego RC

Zestawienie wyników pomiarów:

Pomiary				Obliczenia
U	I	IR	IC	R	XC	cosϕ	P	Q	S
V	A	A	A	Ω	Ω	-----	W	var	V*A
90	0,8	0,58	0,56	155,2	160,7	0,72	52,2	50,4	72

Obliczenia:

R =
=
= 155,2 Ω P = UI_R = 90*0,58 = 52,2W

X_C =
=
= 160,7 Ω Q = UIsinϕ = 90*0,8*0,7 = 50,4 var

cosϕ =
=
= 0,72 S = UI = 90*0,8 = 72 VA

sinϕ =
=
= 0,7

4. Pomiary w układzie mieszanym RLC

Rys. Układ pomiarowy do badania połączenia mieszanego RC

Zestawienie wyników pomiarów:

Pomiary						Obliczenia
U	I1	V1	V2	I2	I3	cosϕ
V	A	A	V	A	A	----
110	0,52	78	46	0,29	0,46	0,93

Obliczenia:

cosϕ =
=
= O,93

5. 
   Poprawa współczynnika mocy cosϕ

Rys. Schemat połączeń układu do poprawy współczynnika mocy

Zestawienie wyników pomiarów:

Układ	Pomiary				Obliczenia
		U	I	P	IC	S	cosϕ
		V	A	W	A	V*A	----
Bez kompensacji	120	0,56	18	0	67,2	0,26
Z kompensacją	120	0,21	20	0,76	25,2	0,79

Obliczenia:

bez kompensacji z kompensacją

S = UI = 120*0,56 = 67,2 VA S = UI = 120*0,21 = 25,2 VA

cosϕ =
=
= 0,26 cosϕ =
=
= 0,79

6. Wnioski:

Pomiar w układzie szeregowym RLC w stanie rezonansu:

W układzie nie będącym w stanie rezonansu napięcia na L i C są różne .

W stanie rezonansu napięcia na tych elementach są równe. Znaczy to , że napięcie na kondensatorze opóźnione jest w stosunku do prądu na rezystorze o taką samą wartość jak napięcie na cewce wyprzedza prąd na rezystorze. Oba te przesunięcia równoważą się. Wstanie rezonansu „obwód nie widzi elementów L i C”. Prąd płynący w obwodzie jest zależny tylko od R.

.

Q_b

T

220V

U_RC

U_RL

U_C

U_L

U_R

C

R_LL

R_R

V

W

A

V

A

A

T

220V

A

V

C

R2

R1

V

V₁

V

A_C

A₂

Q_b

T

220V

A_1111111

---