background image

SPRAWOZDANIE 

LABORATORIUM  PODSTAW ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI 

Grupa 

I7Y1S1 

Podgrupa 

Numer ćwiczenia 

Lp. 

Nazwisko i imię 

Data wykonania  

02.06.2008r. 

1. 

Liponoga Anna 

ć

wiczenia 

 

2. 

Madejski Paweł 

Prowadzący ćwiczenie 

Preibisch P. 

3. 

Nogal Adrian 

4. 

 

Podpis 

 

5. 

 

Ocena 

 

6. 

 

sprawozdania 

 

Temat 

REZONANS W OBWODACH ELEKTRYCZNYCH

 

 

 
 
Cel ćwiczenia:

 

sprawdzenie 

podstawowych 

właściwości 

szeregowego 

i równoległego  obwodu  rezonansowego  przy  wymuszeniu 
napięciem sinusoidalnym, zbadanie wpływu parametrów obwodu 
na 

częstotliwość 

rezonansową 

oraz charakterystyki 

częstotliwościowe i krzywe rezonansowe.

 

 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

1.

 

Schemat układu pomiarowego I: 

R

L

C

W

 

 
 

Rys. 1 Schemat układu pomiarowego do badania rezonansu napięć. 

 

 
 

2.

 

Wykaz przyrządów i elementów pomiarowych. 

 
 

Lp. 

Oznaczenie 

przyrządu na 

schemacie 

Nazwa 

przyrządu 

Typ 

Klasa 

dokładności 

Wykorzystywane 

zakresy pomiarowe 

1. 

Generator 

sygnałów 

Zopan 

PO-27

 

20kHz 

2. 

Multimetr 

cyfrowy 

APPA 

207

 

3. 

Multimetr 

cyfrowy 

APPA 

207

 

mA

 

4. 

V

L

 

Multimetr 

cyfrowy 

APPA 

207 

V

 

5. 

V

C

 

Multimetr 

cyfrowy 

APPA 

207

 

6. 

Rezystor 

dekadowy 

7. 

Indukcyjność 

dekadowa 

 

8. 

Pojemność 

dekadowa 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

3.

 

Tabele i obliczenia. 

 

a)

 

Tabele: wyznaczenie charakterystyk częstotliwościowych i krzywych 
rezonansowych dla układu do badania rezonansu napięć o rezystancji 20Ω. 

 

Wartości stałe:      U= 5V       L=15,7 mH       C=0,02 µF       R=20 Ω       f

r

= 9 kHz 

POMIARY 

OBLICZENIA 

U

L

 

U

C

 

φ

 

Lp. 

[Hz] 

[mA] 

[V] 

[V] 

[Ω] 

[Ω] 

[1

o

1. 

7000 

11,26 

7,70 

12,71 

-444,94 

445,39 

-87,43 

2. 

7250 

13,15 

9,32 

14,31 

-379,47 

379,99 

-86,98 

3. 

7500 

15,57 

11,41 

16,38 

-319,20 

319,83 

-86,41 

4. 

7750 

18,84 

14,28 

19,21 

-261,68 

262,44 

-85,63 

5. 

8000 

23,64 

18,55 

23,40 

-205,16 

206,13 

-84,43 

6. 

8250 

31,12 

25,20 

29,89 

-150,71 

152,03 

-82,44 

7. 

8500 

44,36 

36,69 

41,10 

-99,41 

101,41 

-78,63 

8. 

8750 

65,96 

56,55 

59,40 

-43,21 

47,61 

-65,16 

9. 

9000 

79,82 

70,36 

70,09 

3,38 

20,28 

9,60 

10. 

9250 

60,45 

54,77 

51,51 

53,93 

57,52 

69,65 

11. 

9500 

42,48 

39,47 

35,27 

98,87 

100,87 

78,56 

12. 

9750 

31,32 

30,02 

25,57 

142,08 

143,48 

81,99 

13. 

10000 

24,91 

24,40 

19,73 

187,47 

188,54 

83,91 

14. 

10250 

20,60 

20,69 

15,95 

230,10 

230,96 

85,03 

15. 

10500 

17,57 

18,10 

13,29 

273,76 

274,49 

85,82 

16. 

10750 

15,40 

16,24 

11,39 

314,94 

315,57 

86,37 

17. 

11000 

13,62 

14,73 

9,85 

358,30 

358,85 

86,81 

 

Wartości stałe:      U= 5V       L=15,7 mH       C=0,02 µF       R=20 Ω       f

r

= 9 kHz 

OBLICZENIA TEORETYCZNE 

U

L

 

U

C

 

φ

 

Lp. 

[Hz] 

[Ω] 

[Ω] 

[mA] 

[V] 

[V] 

[1

o

1. 

7000 

-447,23 

447,67 

11,17 

7,71 

12,70 

-87,44 

2. 

7250 

-383,36 

383,88 

13,02 

9,31 

14,30 

-87,01 

3. 

7500 

-322,10 

322,72 

15,49 

11,46 

16,45 

-86,45 

4. 

7750 

-263,21 

263,97 

18,94 

14,47 

19,46 

-85,65 

5. 

8000 

-206,45 

207,42 

24,11 

19,01 

23,99 

-84,47 

6. 

8250 

-151,65 

152,96 

32,69 

26,59 

31,55 

-82,49 

7. 

8500 

-98,61 

100,62 

49,69 

41,64 

46,54 

-78,54 

8. 

8750 

-47,20 

51,27 

97,53 

84,14 

88,75 

-67,04 

9. 

9000 

2,72 

20,18 

247,72 

219,82 

219,14 

7,75 

10. 

9250 

51,28 

55,04 

90,84 

82,85 

78,19 

68,69 

11. 

9500 

98,58 

100,59 

49,71 

46,56 

41,66 

78,53 

12. 

9750 

144,72 

146,09 

34,22 

32,90 

27,95 

82,13 

13. 

10000 

189,78 

190,83 

26,20 

25,83 

20,86 

83,98 

14. 

10250 

233,85 

234,70 

21,30 

21,53 

16,55 

85,11 

15. 

10500 

276,99 

277,71 

18,00 

18,64 

13,65 

85,87 

16. 

10750 

319,28 

319,90 

15,63 

16,57 

11,58 

86,42 

17. 

11000 

360,76 

361,31 

13,84 

15,01 

10,02 

86,83 

 

background image

b)

 

Tabele: wyznaczenie charakterystyk częstotliwościowych i krzywych 
rezonansowych dla układu do badania rezonansu napięć o rezystancji 
100Ω. 

 

Wartości stałe:      U= 5V       L=15,7 mH       C=0,02 µF       R=100 Ω       f

r

= 9 kHz 

POMIARY 

OBLICZENIA 

U

L

 

U

C

 

φ

 

Lp. 

[Hz] 

[mA] 

[V] 

[V] 

[Ω] 

[Ω] 

[1

o

1. 

7000 

10,80 

7,39 

12,20 

-445,37 

456,46 

-77,35 

2. 

7250 

12,40 

8,78 

13,51 

-381,45 

394,34 

-75,31 

3. 

7500 

14,37 

10,52 

15,13 

-320,81 

336,03 

-72,69 

4. 

7750 

16,96 

12,84 

17,26 

-260,61 

279,14 

-69,01 

5. 

8000 

20,14 

15,79 

19,91 

-204,57 

227,70 

-63,95 

6. 

8250 

24,19 

19,57 

23,23 

-151,30 

181,36 

-56,54 

7. 

8500 

28,84 

24,55 

26,87 

-80,44 

128,34 

-38,81 

8. 

8750 

33,10 

28,38 

30,05 

-50,45 

112,01 

-26,77 

9. 

9000 

34,68 

30,66 

30,54 

3,46 

100,06 

1,98 

10. 

9250 

30,86 

27,71 

26,54 

37,91 

106,95 

20,76 

11. 

9500 

28,29 

26,40 

23,77 

92,97 

136,54 

42,91 

12. 

9750 

24,26 

23,15 

19,73 

140,97 

172,84 

54,65 

13. 

10000 

20,80 

20,41 

16,52 

187,11 

212,16 

61,88 

14. 

10250 

18,02 

18,17 

14,00 

231,41 

252,09 

66,63 

15. 

10500 

15,96 

16,45 

12,09 

273,18 

290,91 

69,89 

16. 

10750 

14,24 

15,02 

10,53 

315,31 

330,79 

72,40 

17. 

11000 

12,83 

13,87 

9,27 

358,53 

372,22 

74,42 

 

Wartości stałe:      U= 5V       L=15,7 mH       C=0,02 µF       R=100 Ω       f

r

= 9 kHz 

OBLICZENIA TEORETYCZNE 

U

L

 

U

C

 

φ

 

Lp. 

[Hz] 

[Ω] 

[Ω] 

[mA] 

[V] 

[V] 

[1

o

1. 

7000 

-447,23 

458,27 

10,91 

7,53 

12,41 

-77,40 

2. 

7250 

-383,36 

396,18 

12,62 

9,02 

13,86 

-75,38 

3. 

7500 

-322,10 

337,27 

14,83 

10,96 

15,74 

-72,75 

4. 

7750 

-263,21 

281,56 

17,76 

13,57 

18,24 

-69,20 

5. 

8000 

-206,45 

229,40 

21,80 

17,19 

21,69 

-64,16 

6. 

8250 

-151,65 

181,65 

27,53 

22,39 

26,56 

-56,60 

7. 

8500 

-98,61 

140,45 

35,60 

29,84 

33,35 

-44,60 

8. 

8750 

-47,20 

110,58 

45,22 

39,01 

41,14 

-25,27 

9. 

9000 

2,72 

100,04 

49,98 

44,35 

44,22 

1,56 

10. 

9250 

51,28 

112,38 

44,49 

40,58 

38,30 

27,15 

11. 

9500 

98,58 

140,42 

35,61 

33,35 

29,84 

44,59 

12. 

9750 

144,72 

175,91 

28,42 

27,32 

23,21 

55,36 

13. 

10000 

189,78 

214,52 

23,31 

22,98 

18,56 

62,21 

14. 

10250 

233,85 

254,33 

19,66 

19,87 

15,27 

66,85 

15. 

10500 

276,99 

294,49 

16,98 

17,58 

12,87 

70,15 

16. 

10750 

319,28 

334,57 

14,94 

15,84 

11,07 

72,61 

17. 

11000 

360,76 

374,36 

13,36 

14,49 

9,67 

74,51 

 

background image

Przykładowe obliczenia wynikające z pomiarów: 
 

 

Indukcyjność układu dla f=9000 Hz i C= 0,02*10

-6

2

2

4

1

f

C

L

π

=

=                                          =                  = 15,7 mH 

 

 

Częstotliwość rezonansowa 

LC

f

r

π

2

1

=

=                                                 = 8986 Hz 

 

 

Dobroć obwodu 

R

R

C

L

Q

ρ

=

=

=                          = 44,3 

 

 

Pasmo przepustowe 

Q

f

S

r

dB

p

=

)

3

(

 

                                       
                                               202,84 Hz 
 
 
                                               1014,22 Hz 
 
 
 

 

Reaktancja wypadkowa 

 

                  

 

Moduł impedancji 

 

 

 

Kąt φ przesunięcia fazowego 

 

 

 

Dobroć obwodu dla częstotliwości rezonansowej 

 

 
 

background image

Przykładowe obliczenia wartości teoretycznych: 

 

 

Reaktancja wypadkowa 

 

 

 

Moduł impedancji 

 

 

 

Prąd A 

 

 

 

Napięcie na indukcyjności 

 

 

 

Napięcie na pojemności 

 

 

 

Kąt φ przesunięcia fazowego 

 

 

 

Dobroć obwodu dla częstotliwości rezonansowej 

 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 

background image

4.

 

Schemat układu pomiarowego II: 
 

 

R

L

C

W

 

 

Rys. 1 Schemat układu pomiarowego do badania rezonansu prądów. 

 
 
 

5.

 

Wykaz przyrządów i elementów pomiarowych. 

 
 

Lp. 

Oznaczenie 

przyrządu na 

schemacie 

Nazwa 

przyrządu 

Typ 

Klasa 

dokładności 

Wykorzystywane 

zakresy pomiarowe 

1. 

Generator 

sygnałów 

Zopan 

PO-27

 

20kHz 

2. 

Multimetr 

cyfrowy 

APPA 

207

 

3. 

Multimetr 

cyfrowy 

APPA 

207

 

mA

 

4. 

A

L

 

Multimetr 

cyfrowy 

APPA 

207 

mA 

5. 

A

C

 

Multimetr 

cyfrowy 

APPA 

207

 

mA 

6. 

Rezystor 

dekadowy 

7. 

Indukcyjność 

dekadowa 

 

8. 

Pojemność 

dekadowa 

 

 

 
 
 

 
 
 
 

background image

6.

 

Tabele i obliczenia. 

 

a)

 

Tabele: wyznaczenie charakterystyk częstotliwościowych i krzywych 
rezonansowych dla układu do badania rezonansu prądów o rezystancji 
5000Ω. 

 

Wartości stałe:      U= 5V       L=15,7 mH       C=0,02 µF       R=5000 Ω       f

r

= 9 kHz 

POMIARY 

OBLICZENIA 

I

L

 

I

C

 

φ

 

Lp. 

[Hz] 

[mA] 

[mA] 

[mA] 

[mS] 

[mS] 

[1

o

1. 

7000 

3,08 

6,95 

3,98 

-0,59 

0,59 

71,39 

2. 

7250 

2,71 

6,67 

4,11 

-0,51 

0,51 

68,66 

3. 

7500 

2,36 

6,40 

4,24 

-0,43 

0,43 

65,16 

4. 

7750 

2,05 

6,16 

4,41 

-0,35 

0,35 

60,26 

5. 

8000 

1,76 

5,93 

4,55 

-0,28 

0,28 

54,07 

6. 

8250 

1,53 

5,70 

4,69 

-0,20 

0,20 

45,29 

7. 

8500 

1,35 

5,49 

4,83 

-0,13 

0,13 

33,42 

8. 

8750 

1,24 

5,29 

4,97 

-0,06 

0,06 

17,74 

9. 

9000 

1,21 

5,07 

5,12 

0,01 

0,01 

-2,86 

10. 

9250 

1,26 

4,91 

5,23 

0,06 

0,06 

-17,74 

11. 

9500 

1,37 

4,72 

5,37 

0,13 

0,13 

-33,02 

12. 

9750 

1,53 

4,56 

5,54 

0,20 

0,20 

-44,42 

13. 

10000 

1,72 

4,38 

5,68 

0,26 

0,26 

-52,43 

14. 

10250 

1,94 

4,19 

5,81 

0,32 

0,32 

-58,31 

15. 

10500 

2,17 

4,06 

5,95 

0,38 

0,38 

-62,12 

16. 

10750 

2,40 

3,91 

6,10 

0,44 

0,44 

-65,46 

17. 

11000 

2,63 

3,75 

6,23 

0,50 

0,50 

-68,04 

 

Wartości stałe:      U= 5V       L=15,7 mH       C=0,02 µF       R= 5000 Ω       f

r

= 9 kHz 

OBLICZENIA TEORETYCZNE 

I

L

 

I

C

 

φ

 

Lp. 

[Hz] 

[mS] 

[mS] 

[mA] 

[mA] 

[mA] 

[1

o

1. 

7000 

-0,57 

0,57 

2,85 

7,24 

4,40 

70,66 

2. 

7250 

-0,49 

0,49 

2,44 

6,99 

4,55 

67,73 

3. 

7500 

-0,41 

0,41 

2,05 

6,76 

4,71 

64,01 

4. 

7750 

-0,34 

0,34 

1,68 

6,54 

4,87 

59,18 

5. 

8000 

-0,26 

0,26 

1,31 

6,34 

5,02 

52,75 

6. 

8250 

-0,19 

0,19 

0,97 

6,15 

5,18 

44,01 

7. 

8500 

-0,13 

0,13 

0,63 

5,97 

5,34 

32,13 

8. 

8750 

-0,06 

0,06 

0,30 

5,80 

5,50 

16,73 

9. 

9000 

0,00 

0,00 

0,02 

5,63 

5,65 

-0,99 

10. 

9250 

0,07 

0,07 

0,33 

5,48 

5,81 

-18,09 

11. 

9500 

0,13 

0,13 

0,63 

5,34 

5,97 

-32,12 

12. 

9750 

0,18 

0,18 

0,92 

5,20 

6,12 

-42,67 

13. 

10000 

0,24 

0,24 

1,21 

5,07 

6,28 

-50,40 

14. 

10250 

0,30 

0,30 

1,49 

4,95 

6,44 

-56,12 

15. 

10500 

0,35 

0,35 

1,76 

4,83 

6,59 

-60,46 

16. 

10750 

0,41 

0,41 

2,03 

4,72 

6,75 

-63,81 

17. 

11000 

0,46 

0,46 

2,30 

4,61 

6,91 

-66,48 

background image

b)

 

Tabele: wyznaczenie charakterystyk częstotliwościowych i krzywych 
rezonansowych dla układu do badania rezonansu prądów o rezystancji 
15000Ω. 

 

Wartości stałe:      U= 5V       L=15,7 mH       C=0,02 µF       R=15000 Ω       f

r

= 9 kHz 

POMIARY 

OBLICZENIA 

I

L

 

I

C

 

φ

 

Lp. 

[Hz] 

[mA] 

[mA] 

[mA] 

[Ω] 

[Ω] 

[1

o

1. 

7000 

2,88 

6,95 

3,98 

-0,59 

0,59 

83,60 

2. 

7250 

2,47 

6,67 

4,11 

-0,51 

0,51 

82,58 

3. 

7500 

2,09 

6,39 

4,24 

-0,43 

0,43 

81,19 

4. 

7750 

1,73 

6,10 

4,41 

-0,35 

0,35 

78,84 

5. 

8000 

1,38 

5,93 

4,55 

-0,28 

0,28 

76,42 

6. 

8250 

1,07 

5,72 

4,69 

-0,20 

0,20 

72,07 

7. 

8500 

0,79 

5,50 

4,83 

-0,13 

0,13 

63,55 

8. 

8750 

0,60 

5,30 

4,97 

-0,06 

0,06 

44,71 

9. 

9000 

0,53 

5,07 

5,12 

0,01 

0,01 

-8,53 

10. 

9250 

0,62 

4,90 

5,24 

0,06 

0,06 

-45,57 

11. 

9500 

0,81 

4,73 

5,38 

0,13 

0,13 

-62,85 

12. 

9750 

1,05 

4,55 

5,54 

0,20 

0,20 

-71,39 

13. 

10000 

1,31 

4,39 

5,68 

0,26 

0,26 

-75,51 

14. 

10250 

1,57 

4,19 

5,81 

0,32 

0,32 

-78,37 

15. 

10500 

1,72 

4,06 

5,95 

0,38 

0,38 

-80,00 

16. 

10750 

2,10 

3,90 

6,09 

0,44 

0,44 

-81,35 

17. 

11000 

2,36 

3,76 

6,24 

0,50 

0,50 

-82,34 

 

Wartości stałe:      U= 5V       L=15,7 mH       C=0,02 µF       R= 15000 Ω       f

r

= 9 kHz 

OBLICZENIA TEORETYCZNE 

I

L

 

I

C

 

φ

 

Lp. 

[Hz] 

[Ω] 

[Ω] 

[mA] 

[mA] 

[mA] 

[1

o

1. 

7000 

-0,57 

0,57 

2,85 

7,24 

4,40 

83,33 

2. 

7250 

-0,49 

0,49 

2,44 

6,99 

4,55 

82,23 

3. 

7500 

-0,41 

0,41 

2,05 

6,76 

4,71 

80,77 

4. 

7750 

-0,34 

0,34 

1,68 

6,54 

4,87 

78,75 

5. 

8000 

-0,26 

0,26 

1,31 

6,34 

5,02 

75,78 

6. 

8250 

-0,19 

0,19 

0,97 

6,15 

5,18 

70,96 

7. 

8500 

-0,13 

0,13 

0,63 

5,97 

5,34 

62,05 

8. 

8750 

-0,06 

0,06 

0,30 

5,80 

5,50 

42,05 

9. 

9000 

0,00 

0,00 

0,02 

5,63 

5,65 

-2,98 

10. 

9250 

0,07 

0,07 

0,33 

5,48 

5,81 

-44,42 

11. 

9500 

0,13 

0,13 

0,63 

5,34 

5,97 

-62,04 

12. 

9750 

0,18 

0,18 

0,92 

5,20 

6,12 

-70,12 

13. 

10000 

0,24 

0,24 

1,21 

5,07 

6,28 

-74,58 

14. 

10250 

0,30 

0,30 

1,49 

4,95 

6,44 

-77,39 

15. 

10500 

0,35 

0,35 

1,76 

4,83 

6,59 

-79,30 

16. 

10750 

0,41 

0,41 

2,03 

4,72 

6,75 

-80,69 

17. 

11000 

0,46 

0,46 

2,30 

4,61 

6,91 

-81,75 

 

background image

Przykładowe obliczenia wynikające z pomiarów: 

 

 

Indukcyjność układu dla f=9000 Hz i C= 0,02*10

-6

2

2

4

1

f

C

L

π

=

=                                          =                  = 15,7 mH 

 

 

Dobroć obwodu 

 

 

 

Moduły prądów na elementach reaktancyjnych w stanie rezonansu  

 

 

 

Susceptancja wypadkowa 

 

 

 

Moduł admitancji 

 

 

 

Kąt φ przesunięcia fazowego 

 

 

 

Dobroć obwodu dla częstotliwości rezonansowej 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

Przykładowe obliczenia wartości teoretycznych: 

 

 

Susceptancja wypadkowa 

 

 

 

Moduł admitancji 

 

 

 

Prąd A 

 

 

 

Prąd w gałęzi indukcyjnej 

 

 

 

Prąd w gałęzi pojemnościowej 

 

 

 

Kąt φ przesunięcia fazowego 

 

 

 

Dobroć obwodu dla częstotliwości rezonansowej