ELEKTROTECHNIKA- laboratorium

Temat: Elementy R,L,C w obwodzie prądu sinusoidalnie zmiennego

PODSTAWY TEORETYCZNE

ELEMENTY IDEALNE

Elementy obwodu charakteryzujące się tylko jednym parametrem nazywają się elementami idealnymi obwodu elektrycznego.

Opór idealny charakteryzuje się tym, że posiada tylko rezystancję i nie zawiera ani indukcyjności ani pojemności. Rezystancja idealna jest niezależna od czynników zewnętrznych, tzn. R = const. Podczas przepływu prądu przemiennego przez opór idealny odbywa się w nim wyłącznie zamiana energii elektrycznej w ciepło.

Cewka indukcyjna idealna jest to element bezpojemnościowy i bezrezystrancyjny przy wszelkich częstotliwościach. Podczas przepływu prądu przemiennego przez cewkę idealną powstaje w niej pole magnetyczne, nie występują natomiast straty energii cieplnej ani nie powstaje pole elektryczne.

Kondensator idealny jest to element bezrezystancyjny i bezindukcyjny przy wszelkich częstotliwościach. Prąd wytwarza w nim tylko pole elektryczne, nie ma natomiast pola magnetycznego ani strat energii.

ELEMENTY RZECZYWISTE

Rezystor R

Opory laboratoryjne oraz opory nawojowe mają pewną reaktancję indukcyjną wynikającą z indukcji poszczególnych zwojów czy warstw drutu oporowego. Schematycznie opór rzeczywisty można przedstawić jako szeregowe połączenie idealnej rezystancji i idealnej indukcyjności.

Cewka L

Cewka indukcyjna ma pewną rezystancję przewodu nawojowego, z którego została wykonana. Schematycznie cewkę rzeczywistą można przedstawić jako szeregowe połączenie idealnej rezystancji i idealnej indukcyjności.

Kondensator C

W kondensatorach rzeczywistych z powodu niedoskonałości dielektryka powstają straty energii. Schematycznie można go przedstawić jako równoległe połączenie idealnego kondensatora z oporem o konduktancji G.

WZORY

1. Napięcie na rezystancji cewki

2. Napięcie na reaktancji indukcyjnej cewki

3. Reaktancja cewki

4. Reaktancja kondensatora

5. Impedancja obwodu

6. Pulsacja

7. Indukcyjność cewki

8. Pojemność kondensatora

SCHEMAT SZEREGOWO POŁĄCZONYCH ELEMENTÓW R, L, C

A - amperomierz elektromagnetyczny, f - miernik częstotliwości, V, VLR, VC, VR, - woltomierze elektromagnetyczne, LR1 - cewka o indukcyjności L i rezystancji R1, C - kondensator dekadowy, R2 - rezystor , Atr - autotransformator, W - wyłącznik dwubiegunowy.

TABELA POMIARÓW

Lp.

f

U

ULR1

UL

UR1

UC

UR2

I

R1

R2

XL

XC

Z

L

C

Hz

V

V

V

V

V

V

A

Ω

Ω

Ω

Ω

Ω

H

μF

1.

50

186

87

85,5

7,2

62

175

0,2

36

875

427,5

310

930

1,36

10,27

SCHEMAT RÓWNOLEGŁEGO POŁĄCZENIA ELEMENTÓW R, L, C.

f - częstościomierz, V - woltomierz elektromagnetyczny, A, ARL, AC - amperomierze elektromagnetyczne, Atr - autotransformator, L - cewka o rezystancji R, C - kondensator

TABELA POMIARÓW

Lp.	f	U	I	IRL	IC
	Hz	V	A	A	A
1.	50	144	0,19	0,33	048

WNIOSKI

6