Politechnika Świętokrzyska w Kielcach |
||||
Laboratorium elektrotechniki |
||||
Ćwiczenie Nr
3
|
Temat: Badanie rezonansu prądu i napięć. |
Zespół Nr 2
1) Tomaszewski Andrzej 2) Mularczyk Paweł 3) Stoch Paweł |
||
Data wykonania ćwiczenia:
20.10.1999 r. |
Ocena:
|
Wydział: ED 3 gr. 23B |
||
Schematy pomiarowe.
Rezonans napięć.
Rezonans prądów.
Spis przyrządów pomiarowych
multimetr YF 3503 jako amperomierz o zakresie 20mA
multimetr MUC 2000 jako woltomierz o zakresie 2V (2 sztuki)
multimetr MUC 2000 jako amperomierz o zakresie 200mA (2 sztuki)
woltomierz cyfrowy V541 o zakresie 10V
generator K2 1115
Tabele pomiarowe.
tabela do układu szeregowego (rezonans napięć)
Obliczenia dla R=132,97 Ω, U=0,5 V, L=330 mH, C=9,9 μC
LP |
Wartości zmierzone |
Wartości wyliczone |
||||||
|
f [Hz] |
I [mA] |
ULR [V] |
UC [V] |
UR [V] |
UL [V] |
|Z| [Ω] |
ϕ [°] |
1 |
10 |
0,05 |
0,029 |
0,525 |
0,007 |
0,001 |
1695,83 |
-85,5 |
2 |
20 |
0,53 |
0,07 |
0,524 |
0,07 |
0,022 |
824,99 |
-80,72 |
3 |
30 |
0,92 |
0,12 |
0,558 |
0,122 |
0,057 |
525,35 |
-75,34 |
4 |
42 |
1,46 |
0,21 |
0,598 |
0,194 |
0,127 |
346,88 |
-67,46 |
5 |
50 |
1,87 |
0,29 |
0,639 |
0,249 |
0,194 |
273,15 |
-60,87 |
6 |
60 |
2,49 |
0,43 |
0,705 |
0,331 |
0,310 |
208,67 |
-50,41 |
7 |
70 |
3,15 |
0,6 |
0,764 |
0,419 |
0,457 |
165,92 |
-36,76 |
8 |
80 |
3,62 |
0,76 |
0,772 |
0,481 |
0,600 |
141,38 |
-19,86 |
9 |
85 |
3,76 |
0,83 |
0,75 |
0,5 |
0,663 |
135,32 |
-10,69 |
10 |
85,5 |
3,75 |
0,83 |
0,744 |
0,499 |
0,665 |
134,92 |
-9,76 |
11 |
90 |
3,75 |
0,86 |
0,711 |
0,499 |
0,700 |
133,02 |
-1,52 |
12 |
90,8 |
3,72 |
0,86 |
0,698 |
0,495 |
0,700 |
132,97 |
-0,09 |
13 |
97 |
3,61 |
0,87 |
0,633 |
0,48 |
0,726 |
135,24 |
10,52 |
14 |
100 |
3,56 |
0,88 |
0,6 |
0,473 |
0,738 |
137,81 |
15,23 |
15 |
109 |
3,16 |
0,84 |
0,487 |
0,42 |
0,714 |
149,81 |
27,43 |
16 |
120 |
2,73 |
0,78 |
0,385 |
0,363 |
0,679 |
170,18 |
38,61 |
17 |
140 |
2,16 |
0,7 |
0,255 |
0,287 |
0,627 |
214,29 |
51,65 |
18 |
160 |
1,81 |
0,66 |
0,191 |
0,241 |
0,600 |
261,18 |
59,39 |
19 |
190 |
1,43 |
0,6 |
0,127 |
0,19 |
0,563 |
331,7 |
66,37 |
20 |
240 |
1,08 |
0,564 |
0,076 |
0,144 |
0,537 |
446,58 |
72,68 |
21 |
350 |
0,71 |
0,53 |
0,033 |
0,094 |
0,515 |
689,75 |
78,88 |
22 |
750 |
0,31 |
0,51 |
0,007 |
0,041 |
0,482 |
1538,03 |
85,04 |
23 |
2500 |
0,06 |
0,52 |
0,003 |
0,008 |
0,311 |
5178,5 |
88,53 |
tabela do układu równoległego (rezonans prądów)
Obliczenia dla R=132,97 Ω, U=0,5 V, L=330 mH, C=9,9 μC
LP |
Wartości zmierzone |
Wartości wyliczone |
|||||
|
f [Hz] |
| I | [mA] |
| IL | [mA] |
| IC | [mA] |
ω [1/s] |
| Z | [Ω] |
ϕ [°] |
1 |
10 |
3,2 |
3,1 |
0 |
62,83 |
135,79 |
4,35 |
2 |
20 |
3,16 |
3,1 |
0,4 |
125,66 |
144,46 |
8,05 |
3 |
25 |
2,95 |
2,9 |
0,5 |
157,08 |
151,11 |
9,43 |
4 |
40 |
2,5 |
2,7 |
1 |
251,32 |
181,37 |
10,87 |
5 |
50 |
2,16 |
2,5 |
1,3 |
314,16 |
211,27 |
8,81 |
6 |
60 |
1,8 |
2,3 |
1,5 |
376,99 |
248,89 |
3,5 |
7 |
70 |
1,64 |
2,2 |
1,8 |
439,82 |
289,93 |
-5,73 |
8 |
80 |
1,51 |
2 |
2,1 |
502,65 |
321,65 |
-18,85 |
9 |
85,5 |
1,5 |
1,9 |
2,2 |
537,21 |
328,75 |
-27,12 |
10 |
86 |
1,5 |
1,9 |
2,2 |
540,35 |
328,92 |
-27,86 |
11 |
87 |
1,51 |
1,8 |
2,3 |
546,64 |
329,05 |
-29,4 |
12 |
88 |
1,51 |
1,9 |
2,3 |
552,92 |
328,85 |
-30,92 |
13 |
90 |
1,52 |
1,9 |
2,3 |
565,49 |
327,56 |
-33,95 |
14 |
95 |
1,56 |
1,7 |
2,5 |
596,9 |
319,42 |
-41,24 |
15 |
120 |
2,14 |
1,5 |
3,2 |
753,98 |
236,41 |
-66,73 |
16 |
130 |
2,45 |
1,4 |
3,5 |
816,81 |
206,53 |
-72,3 |
17 |
140 |
2,81 |
1,3 |
3,8 |
879,65 |
182,13 |
-76,26 |
18 |
150 |
3,09 |
1,2 |
4,1 |
942,48 |
159,46 |
-78,92 |
19 |
155 |
3,2 |
1,2 |
4,2 |
973,89 |
153,98 |
-80,26 |
Przykładowe obliczenia
dla rezonansu napięć
dla rezonansu prądów
Wnioski
Ćwiczenie miało na celu wyznaczenie krzywych rezonansowych dla rezonansu napięć oraz rezonansu prądów.
Wyliczona przez nas teoretyczna częstotliwość rezonansowa dla rezonansu napięć wynosi fr=90,89 [Hz], natomiast częstotliwość według naszych pomiarów wynosi około fr=85 [Hz]. Różnica pomiędzy osiągniętą częstotliwością rezonansową w pomiarach a tą wyliczoną teoretycznie może być spowodowana niedokładnością odczytu pomiarów oraz stratami na elementach.
Analizując wykresy napięć UL oraz UC w funkcji częstotliwości zauważamy, że maksimum napięcia UL przypada dla częstotliwości około 100 [Hz], natomiast maksimum napięcia UC przypada dla częstotliwości bliskiej 85 [Hz].
Wynikiem zachodzenia rezonansu napięć jest kąt przesunięcia między napięciem a prądem równy zero. Wynik taki, tzn. ϕ=0, uzyskaliśmy dla częstotliwości równej f=90,8 [Hz], a więc bardzo blisko wartości wyliczonej.
Teoretycznie wyliczona częstotliwość rezonansowa dla rezonansu prądów wynosi 72,16[Hz], natomiast minimum prądu, które ma miejsce w czasie rezonansu zmierzonego przypada dla częstotliwości około 84 [Hz].
Wykresy charakterystyk dla rezonansu napięć
Wykresy charakterystyk dla rezonansu prądów
