Badanie rezonansu napięć

W ćwiczeniu badamy rezonans napięć w układzie RLC ,który polega na tym , że przy określonej częstotliwości sygnału f₀ , zwanej częstotliwością rezonansową , napięcie u_L(t) na cewce oraz u_C(t) na kondensatorze są równe co do modułu , a przeciwne co do znaku , wobec czego ich suma jest równa zero.

W układzie przedstawionym na rysunku za pomocą generatora G wytwarzamy napięcie o określonej amplitudzie i częstotliwości i za pomocą mierników badamy odpowiedź układu na owo wymuszenie.

I = 2 A

L = 3mH

C = 5μF

R = 30 i 100 Ω

WNIOSKI

Zjawisko rezonansu napięć w gałęzi szeregowej polega na tym, że przy określonej częstotliwości , zwanej częstotliwością rezonansową napięcia na cewce oraz napięcia na kondensatorze są równe co do modułu , a przeciwne co do znaku , wobec czego ich suma wektorowa jest zerem. Rezonans napięć wyrażamy za pomocą zależności .

W stanie rezonansu napięć dobroć cewki jest równa dobroci kondensatora , oznaczamy ją literą Q i nazywamy dobrocią obwodu szeregowego R,L,C w stanie rezonansu. Wobec tego dobroć jest to stosunek modułu napięcia na jednym z elementów reaktancyjnych w stanie rezonansu do modułu napięcia doprowadzonego: .

Widzimy również że:

- napięcie na kondensatorze osiąga maksimum dla częstotliwości mniejszej od częstotliwości rezonansowej

- napięcie na cewce osiąga maksimum dla częstotliwości większej od częstotliwości rezonansowej

- otrzymana teoretycznie wartość częstotliwości rezonansowej niewiele różni się od wartości otrzymanej z miernika częstotliwości.