Wartość średnia półokresowa prądu sinusoidalnego I śr : Analogicznie określa się wartość skuteczną i średnią napięcia sinusoidalnego:

Podobne dokumenty
I= = E <0 /R <0 = (E/R)

Ćw. 27. Wyznaczenie elementów L C metoda rezonansu

13 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J

Pracownia Technik Informatycznych w Inżynierii Elektrycznej

Generator. R a. 2. Wyznaczenie reaktancji pojemnościowej kondensatora C. 2.1 Schemat układu pomiarowego. Rys Schemat ideowy układu pomiarowego

I. Cel ćwiczenia: Poznanie własności obwodu szeregowego, zawierającego elementy R, L, C.

I. Cel ćwiczenia: Poznanie własności obwodu szeregowego zawierającego elementy R, L, C.

z ćwiczenia nr Temat ćwiczenia: BADANIE RÓWNOLEGŁEGO OBWODU RLC (SYMULACJA)

2.Rezonans w obwodach elektrycznych

Wyprowadzenie wzorów na impedancję w dwójniku RLC. ( ) Przez dwójnik przepływa przemienny prąd elektryczny sinusoidalnie zmienny opisany równaniem:

Wielkości opisujące sygnały okresowe. Sygnał sinusoidalny. Metoda symboliczna (dla obwodów AC) - wprowadzenie. prąd elektryczny

Pomiar indukcyjności.

LABORATORIUM ELEKTRONIKI OBWODY REZONANSOWE

Ćwiczenie 25. Temat: Obwód prądu przemiennego RC i RL. Cel ćwiczenia

Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki

Ćwiczenie 14 Temat: Pomiary rezystancji metodami pośrednimi, porównawczą napięć i prądów.

BADANIE ELEKTRYCZNEGO OBWODU REZONANSOWEGO RLC

POMIARY CHARAKTERYSTYKI CZĘSTOTLIWOŚCIOWEJ IMPEDANCJI ELEMENTÓW R L C

2. REZONANS W OBWODACH ELEKTRYCZNYCH

PROTOKÓŁ POMIARY W OBWODACH PRĄDU PRZEMIENNEGO

LABORATORIUM PODZESPOŁÓW ELEKTRONICZNYCH. Ćwiczenie nr 2. Pomiar pojemności i indukcyjności. Szeregowy i równoległy obwód rezonansowy

LABORATORIUM OBWODÓW I SYGNAŁÓW

Ćwiczenie: "Obwody prądu sinusoidalnego jednofazowego"

BADANIE SZEREGOWEGO OBWODU REZONANSOWEGO RLC

Ćwiczenie nr 1. Badanie obwodów jednofazowych RLC przy wymuszeniu sinusoidalnym

Wykład VII ELEMENTY IDEALNE: OPORNIK, CEWKA I KONDENSATOR W OBWODZIE PRĄDU PRZEMIENNEGO

PRAWO OHMA DLA PRĄDU PRZEMIENNEGO

E 6.1. Wyznaczanie elementów LC obwodu metodą rezonansu

Metodę poprawnie mierzonego prądu powinno się stosować do pomiaru dużych rezystancji, tzn. wielokrotnie większych od rezystancji amperomierza: (4)

Charakterystyki częstotliwościowe elementów pasywnych

Ćwiczenie nr 3 OBWODY LINIOWE PRĄDU SINUSOIDALNEGO

Ćwiczenie 12 Temat: Prawa Kirchhoffa w obwodach prądu stałego. Cel ćwiczenia

Badanie zjawiska rezonansu elektrycznego w obwodzie RLC

Pomiar podstawowych wielkości elektrycznych

ĆWICZENIE 1 JEDNOFAZOWE OBWODY RLC. Informatyka w elektrotechnice ZADANIA DO WYKONANIA

07 K AT E D R A FIZYKI STOSOWA N E J

Ćwiczenie 4 WYZNACZANIE INDUKCYJNOŚCI WŁASNEJ I WZAJEMNEJ

Laboratorium Podstaw Elektrotechniki i Elektroniki

PRAWO OHMA DLA PRĄDU PRZEMIENNEGO

Siła elektromotoryczna

Laboratorium Podstaw Elektrotechniki i Elektroniki

Laboratorium Wirtualne Obwodów w Stanach Ustalonych i Nieustalonych

Ośrodek Egzaminowania Technik mechatronik

rezonansu rezonansem napięć rezonansem szeregowym rezonansem prądów rezonansem równoległym

Podstawy Elektrotechniki i Elektroniki. Opracował: Mgr inż. Marek Staude

POLITECHNIKA ŚLĄSKA INSTYTUT AUTOMATYKI ZAKŁAD SYSTEMÓW POMIAROWYCH

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, WYDZIAŁ PPT I-21 LABORATORIUM Z PODSTAW ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI 2 Ćwiczenie nr 10. Dwójniki RLC, rezonans elektryczny

29 PRĄD PRZEMIENNY. CZĘŚĆ 2

REZONANS SZEREGOWY I RÓWNOLEGŁY. I. Rezonans napięć

Induktor i kondensator. Warunki początkowe. oraz ciągłość warunków początkowych

4.8. Badania laboratoryjne

Własności dynamiczne przetworników pierwszego rzędu

WSTĘP. Autorzy: mgr inż. Bronisława Rutecka mgr inż. Roman Magiera. Zespół Szkół Technicznych Wodzisław Śląski ul.

Bogdan Olech Mirosław Łazoryszczak Dorota Majorkowska-Mech. Elektronika. Laboratorium nr 3. Temat: Diody półprzewodnikowe i elementy reaktancyjne

KONSPEKT LEKCJI. Podział czasowy lekcji i metody jej prowadzenia:

BADANIE ELEMENTÓW RLC

Ćwiczenie: "Rezonans w obwodach elektrycznych"

ELEMENTY RLC W OBWODACH PRĄDU SINUSOIDALNIE ZMIENNEGO

Ćwiczenie nr.14. Pomiar mocy biernej prądu trójfazowego. Q=UIsinϕ (1)

BADANIE REZONANSU W SZEREGOWYM OBWODZIE LC

Obliczanie i pomiary parametrów obwodów prądu jednofazowego 311[08].O1.04

MGR Prądy zmienne.

Elementy elektrotechniki i elektroniki dla wydziałów chemicznych / Zdzisław Gientkowski. Bydgoszcz, Spis treści

Wykład Drgania elektromagnetyczne Wstęp Przypomnienie: masa M na sprężynie, bez oporów. Równanie ruchu

Laboratorium Podstaw Pomiarów

Pomiar mocy czynnej, biernej i pozornej

Źródła zasilania i parametry przebiegu zmiennego

1) Wyprowadź wzór pozwalający obliczyć rezystancję R AB i konduktancję G AB zastępczą układu. R 1 R 2 R 3 R 6 R 4

ĆWICZENIE nr 5. Pomiary rezystancji, pojemności, indukcyjności, impedancji

Sprzęt i architektura komputerów

Badanie obwodów z prostownikami sterowanymi

WYMAGANIA EDUKACYJNE I KRYTERIA OCENIANIA Z PRZEDMIOTU POMIARY W ELEKTROTECHNICE I ELEKTRONICE

Prąd d zmienny. prąd zmienny -(ang.:alternating current, AC) prąd elektryczny, którego natężenie zmienia się w czasie.

Wykaz ćwiczeń realizowanych w Pracowni Urządzeń Mechatronicznych

Podstawy Elektrotechniki i Elektroniki. Opracował: Mgr inż. Marek Staude

Autor: Franciszek Starzyk. POJĘCIA I MODELE potrzebne do zrozumienia i prawidłowego wykonania

Ćwiczenie 2 Mostek pojemnościowy Ćwiczenie wraz z instrukcją i konspektem opracowali P.Wisniowski, M.Dąbek

Temat: Zastosowanie multimetrów cyfrowych do pomiaru podstawowych wielkości elektrycznych

Ćwiczenia tablicowe nr 1

WYZNACZANIE INDUKCYJNOŚCI WŁASNEJ I WZAJEMNEJ

WYDZIAŁ FIZYKI, MATEMATYKI I INFORMATYKI POLITECHNIKI KRAKOWSKIEJ, Instytut Fizyki LABORATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHNIKI, ELEKTRONIKI I MIERNICTWA

OBWODY JEDNOFAZOWE PRĄDU PRZEMIENNEGO

Indukcja wzajemna. Transformator. dr inż. Romuald Kędzierski

Ryszard Kostecki. Badanie własności filtru rezonansowego, dolnoprzepustowego i górnoprzepustowego

Wykład 2 Analiza obwodów w stanie ustalonym przy wymuszeniu sinusoidalnym. PEiE

Zaznacz właściwą odpowiedź

Impedancje i moce odbiorników prądu zmiennego

Ć wiczenie 2 POMIARY REZYSTANCJI, INDUKCYJNOŚCI I POJEMNOŚCI

w7 58 Prąd zmienny Generator Napięcie skuteczne Moc prądu Dodawanie prądów zmiennych Opór bierny

Ćwiczenie: "Właściwości wybranych elementów układów elektronicznych"

INSTRUKCJA LABORATORIUM TECHNIK INFORMACYJNYCH

Badanie zjawiska rezonansu elektrycznego w obwodzie RLC

Ćwiczenie 3 BADANIE OBWODÓW PRĄDU SINUSOIDALNEGO Z ELEMENTAMI RLC

Spis treści 3. Spis treści

Ćwiczenie 24 Temat: Obwód prądu stałego RL i RC stany nieustalone. Cel ćwiczenia

Zespół Szkół Technicznych im. J. i J. Śniadeckich w Grudziądzu

Ćwiczenie 13. Temat: Wzmacniacz w układzie wspólnej bazy. Cel ćwiczenia

1 Ćwiczenia wprowadzające

Rys Filtr górnoprzepustowy aktywny R

REZONANS PRĄDOWY. I. Cel ćwiczenia: zapoznanie z problematyką rezonansu prądowego, wyznaczenie charakterystyk. IV. Wprowadzenie

Transkrypt:

Ćwiczenie 27 Temat: Prąd przemienny jednofazowy Cel ćwiczenia: Rozróżnić parametry charakteryzujące przebieg prądu przemiennego, oszacować oraz obliczyć wartości wielkości elektrycznych w obwodach prądu przemiennego, narysować wykresy wektorowe napięć i prądów w obwodach RLC, przewidzieć odpowiedź obwodów RLC na skokową zmianę napięcia, określić warunki rezonansu napięć i prądów, zaprezentować wyniki pomiarów Materiał nauczania Wielkości charakterystyczne prądu sinusoidalnego Wartość chwilowa i = I sinωt m gdzie: I m wartość maksymalna (amplituda ), ω pulsacja (prędkość kątowa) t czas Wartość średnia półokresowa prądu sinusoidalnego I śr : Analogicznie określa się wartość skuteczną i średnią napięcia sinusoidalnego: Wartość skuteczną oznacza się dużymi literami bez wskaźników. Wartości skuteczne prądów i napięć można mierzyć za pomocą mierników elektrodynamicznych i elektromagnetycznych. Wartości średnie prądów i napięć można mierzyć miernikami magnetoelektrycznymi. W praktyce posługujemy się wartościami skutecznymi napięć i prądów. Obwód elektryczny z rezystancją, reaktancją i impedancją 1

Obwód elektryczny z rezystancją R: Napięcie na rezystancji jest w fazie z prądem (kąt przesunięcia fazowego między prądem i napięciem ϕ = 0) Obwód elektryczny z cewką o indukcyjności L gdzie: X L - reaktancja indukcyjna cewki X L =ω L= 2π f L [X L ] = Ω Napięcie na cewce wyprzedza prąd o kąt 90 (π/2) lub prąd opóźnia się względem napięcia o kąt 90. Obwód elektryczny z kondensatorem o pojemności C gdzie: X C - reaktancja pojemnościowa 2

Napięcie na kondensatorze opóźnia się względem prądu o kąt 90 lub prąd wyprzedza napięcie na kondensatorze o kąt 90. Obwód elektryczny z impedancją Z Impedancja Z 2 2 R X Reaktancja X = X L - X C Prawo Ohma dla prądu przemiennego Rezonans napięć i prądów Zjawisko rezonansu przedstawia taki stan pracy obwodu elektrycznego, przy którym reaktancja wypadkowa obwodu jest równa zeru. Napięcie i prąd na zaciskach rozpatrywanego obwodu są zgodne w fazie. Częstotliwością rezonansową (f r ) nazywamy częstotliwość, przy której reaktancja wypadkowa lub susceptancja wypadkowa obwodu jest równa zeru. Rezonans napięć Rezonansem napięć lub rezonansem szeregowym nazywamy rezonans występujący w obwodzie o połączeniu szeregowym elementów R,L,C, charakteryzujący się równością reaktancji indukcyjnej i reaktancji pojemnościowej. 3

Rezonans prądów Rezonansem prądów lub rezonansem równoległym nazywamy rezonans występujący w obwodzie o połączeniu równoległym elementów R,L,C, charakteryzujący się równością susceptancji indukcyjnej i susceptancji pojemnościowej. Ćwiczenie 1 Zbadaj obwód szeregowy RLC. Tabela wyników pomiarów i obliczeń 4

Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zanalizować schemat pomiarowy, 2) skompletować potrzebną aparaturę, 3) połączyć obwód elektryczny i zasilić go napięciem sinusoidalnie zmiennym o wartości skutecznej U=3V, zmieniając częstotliwość w zakresie od 100Hz do 9kHz, 4) wykonać pomiary prądu I, napięcia UR na rezystorze, UC na kondensatorze i UL na cewce, 5) obliczyć wartości reaktancji pojemnościowej XC, reaktancji indukcyjnej XL i impedancji Z obwodu z zależności: 6) wyznaczyć charakterystyki impedancji Z, reaktancji pojemnościowej XC, indukcyjnej XL, oraz napięć UR na rezystorze, UC na kondensatorze i UL na cewce w funkcji częstotliwości, 7) odczytać z otrzymanych wykresów wartość częstotliwości rezonansowej fr, 8) obliczyć wartość częstotliwości rezonansowej fr na podstawie zależności: 9) porównać wartości fr otrzymane z wykresów i obliczeń, 10) oszacować dokładność pomiarów i sformułować wnioski. Wyposażenie stanowiska pracy: generator funkcyjny, częstościomierz, 2 multimetry cyfrowe i multimetr analogowy, rezystor R = 470Ω/2W, cewka L = 33mH, kondensator C = 47nF/250V Ćwiczenie 2 Zbadaj obwód równoległy RLC Tabela wyników pomiarów i obliczeń 5

Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zanalizować schemat pomiarowy, 2) skompletować potrzebną aparaturę, 3) połączyć obwód elektryczny i zasilić go napięciem sinusoidalnie zmiennym o wartości skutecznej U=3V, zmieniając częstotliwość w zakresie od 1kHz do 8kHz, 4) wykonać pomiary prądów: głównego I, IR w gałęzi z rezystorem, IC w gałęzi z kondensatorem, IL w gałęzi z cewką. 5) obliczyć wartości impedancji Z obwodu z zależności: 6) wyznaczyć charakterystyki impedancji Z oraz prądu I w funkcji częstotliwości, 7) odczytać z otrzymanych wykresów wartość częstotliwości rezonansowej fr, 8) obliczyć wartość częstotliwości rezonansowej fr na podstawie zależności: 9) porównać wartości fr otrzymane z wykresów i obliczeń, 10) oszacować dokładność pomiarów i sformułować wnioski. Wyposażenie stanowiska pracy: generator funkcyjny ze wskaźnikiem wartości skutecznej napięcia wyjściowego, częstościomierz, 3 multimetry cyfrowe i multimetr analogowy, rezystor R = 220Ω/2W, cewka L = 33mH, kondensator C = 47nF/250V. 6

Zespół Szkół Mechanicznych w Namysłowie Pomiary elektryczne i elektroniczne Temat ćwiczenia: Prąd przemienny jednofazowy Imię i nazwisko Nr ćw 27 Data wykonania Klasa 1TZ Grupa Zespół OCENY Samoocena Wykonanie Ogólna Cel ćwiczenia: PLAN DZIAŁANIA Odpowiedz na pytania. 1. Co nazywamy wartością skuteczną? 2. Co nazywamy wartością średnią? 3. Jak wygląda przebieg czasowy i wykres wektorowy prądu i napięcia dla cewki indukcyjnej? 4. Jak wygląda przebieg czasowy i wykres wektorowy prądu i napięcia dla kondensatora? 5. Jak zdefiniować prawo Ohma dla prądu przemiennego? 6. Jak wyjaśnić co to jest reaktancja cewki i kondensatora? 7. Co to jest impedancja i reaktancja obwodu RLC? 8. Co to jest zjawisko rezonansu? 9. Jakie są cechy charakteryzujące obwód, w którym występuje rezonans prądów? 10. Jakie są cechy charakteryzujące obwód, w którym występuje rezonans napięć? Ćwiczenie 1 SCHEMAT 7

Tabela pomiarowa OBLICZENIA Ćwiczenie 2 SCHEMAT Tabela pomiarowa OBLICZENIA WNIOSKI I SPOSTRZEŻENIA 8