ZAKŁAD ELEKTROTECHNIKI
LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI
===================================================================================================
Temat ćwiczenia
OBWODY PRĄDU SINUSOIDALNIE ZMIENNEGO
1. WYZNACZANIE PARAMETRÓW CEWKI INDUKCYJNEJ
Schemat układu pomiarowego
Tabela pomiarów i wyników
A
A
W
W
V
V
Wartości zmierzone
Wartości obliczone
Pomiar |U|[V] |I|[A] P[W] |Z
L
|[
Ω] R
L
[
Ω] X
L
[
Ω]
L[H]
φ[rad]
1
0.5
rdzeń
0.5
Y
L
[S] G
L
[S] B
L
[S] L[H]
φ[rad]
Narysować wykresy wskazowe.
|Z|=
| |
| |
U
I
,
R
P
I
L
=
2
,
X
Z
R
L
L
=
−
2
2
tg
X
R
L
L
ϕ =
L
X
L
=
ω
1/Z
L
=Y
L
, G
P
U
L
=
2
,
B
Y
G tg
B
G
L
B
L
L
L
L
L
L
=
−
=
=
2
2
1
,
,
φ
ω
,
R
L
L
ϕ
U
U
U
U
U
U
R
L
R
I
L
L
Schemat zastępczy cewki i jej wykres wektorowy.
R
L
L
U
L
R
Schemat zastępczy cewki i jej wykres wektorowy.
I
I
I
ϕ
U
R
L
I
I
I
Z
L
≈
≈ 220 2
220
2
A
A
W
W
V
V
'
G
L
220
2
220
2
≈
≈
2. WYZNACZANIE PARAMETRÓW KONDENSATORA
Schemat układu pomiarowego jak dla pkt.1. (zamiast cewki indukcyjnej należy podłączyć
kondensator)
220V
V
*
*
W
A
Kondensator
Tabela pomiarów i wyników
Wartości zmierzone
Wartości obliczone
Pomiar |U|[V] |I|[A] P[W] |Z
C
|[
Ω] R
C
[
Ω] X
C
[
Ω]
C[F]
φ
[rad]
1.
0.5
Y
C
[S] G
C
[S] B
C
[S] C[F]
φ
[rad]
Narysować wykres wektorowy
|Z|=
| |
| |
U
I
; R
P
I
C
=
2
,
X
Z
R tg
X
R
C
X
C
C
C
C
C
=
−
=
=
2
2
1
,
,
ϕ
ω
1/Z
C
= Y
I
U
C
=
,
G
P
U
C
=
2
,
B
Y
G tg
B
G
C
B
C
C
C
L
L
C
=
−
=
=
2
2
,
,
φ
ω
,
,
I
R
C
C
U
U
R
U
C
U
R
U
C
U
ϕ
Schemat zastępczy kondensatora i jego wykres wektorowy.
R
C
C
U
R
C
Schemat zastępczy kondensatora i jego wykres wektorowy.
R
U
C
I
ϕ
I
I
I
I
I
'
G
C
3. SZEREGOWE POŁĄCZENIE KONDENSATORA I CEWKI INDUKCYJNEJ
Schemat układu pomiarowego. (do cewki indukcyjnej należy podłączyć szeregowo kondensator)
220V
V
*
*
W
A
Cewka indukcyjna
Kondensator
V
V
1
2
P. = |U|*|I|*cos
φ ⇒ φ
|Z|=|U|/|I|
R = R
c
+R
L
=
P
I
2
;
X =|X
L
-X
C
|
=
Z
R
2
2
−
Tabela pomiarów i wyników
Wartości zmierzone
Wartości obliczone
Pomiar
|U
1
| |U
2
| [V]
|I| [A]
P[W]
|Z|[
Ω] R[Ω] X[Ω] C lub L φ[rad]
1.
0.5
rezonans 30 V
I
max
=
|Y|[S]
G[S]
B[S]
C lub L
φ[rad]
U
=
Rezonans nastąpi gdy przy pewnym położeniu rdzenia, wkładanego do cewki, prąd I osiągnie
maksimum . Narysować wykresy wektorowe.
R
L
L
ϕ
U
U
U
U
U
U
R
L
R
R
C
C
U
U
R
U
C
U
R
U
U
I
ϕ
1
2
U
L
c
2
1
L
C
U
Szeregowy układ kondensatora i cewki oraz jego wykres wektorowy.
R
C
≈ 0
4 RÓWNOLEGŁE POŁĄCZENIE KONDENSATORA I CEWKI INDUKCYJNEJ
Schemat układu pomiarowego (z cewką indukcyjna należy równolegle podłączyć kondensator).
220V
V
*
* W
A
Cewka
Kondensator
1
2
A
A
indukcyjna
P. = |U|*|I|*cos
φ ⇒ φ
Y=1/Z;
G=G
c
+G
L
=
P
U
2
;
B =|B
B
C
-B
L
|
=
Y
G
2
2
−
Tabela pomiarów i wyników
Wartości zmierzone
Wartości obliczone
Pomiar |U|[V] |I| |I
1
| |I
2
|
[A] P[W]
|Y|[S]
G[S]
B[S]
C lub L
φ[rad]
1.
100
|Z|[
Ω] R[Ω] X[Ω] C lub L φ[rad]
Narysować wykresy wektorowe.
R
L
L
U
L
R
C
R
1
2
U
L
Równoległy układ kondensatora i cewki oraz jego wykres wektorowy.
I
ϕ
R
R
R
I
ϕ
L
c
2
1
C
U
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
G
L
G
C
G
C
≈ 0
ϕ
Dowolny dwójnik RLC przy danej częstotliwości można przedstawić w postaci dwu równoważnych
modeli obwodowych :
-szeregowego (zawiera R i X)
-równoległego (zawiera G i B)
Dwójniki te wynikają z interpretacji impedancji i admitancji.
Znak reaktancji X i susceptancji B ustalamy na podstawie wyników z punktów 1 i 2.
U
=
Z
Z
I
,
Z
Z
=
=R+jX
[Z
Z
=Z
c
+Z
L
= r
C
+r
L
+j(x
L
-x
C
) ]
I=Y
Z
U
Y
Z
=G+jB
[
Y
Y
Y
G
G
j B
B
Z
=
+
=
+
+
−
1
2
1
2
2
1
(
)
]
Y
z
G
jB
I
I
B
I
G
U
U
I
Z
Z
R
jX
I
U
U
X
U
R
I
U
Sprawozdanie winno zawierać:
-zestawienie wyników pomiarów w tabelach
-obliczenia parametrów kondensatora rzeczywistego, cewki rzeczywistej na rdzeniu powietrznym
i rdzeniu żelaznym
-wykresy wektorowe kondensatora rzeczywistego, cewki na rdzeniu powietrznym oraz
szeregowego układu kondensator i cewka na rdzeniu powietrznym.
UWAGA:
Przy ustalaniu napięcia zasilającego autotransformatorem prąd w wszystkich pomiarach nie
powinien przekraczać wartości 1[A]