RLC obvody sériový a paralelní rezonanční obvod

Transkript

1 Vysoká škola báňská Technická universita Ostrava Fakulta elektrotechniky a informatiky Základy elektroniky ZE aboratorní úloha č. 2 R obvody sériový a paralelní rezonanční obvod Datum měření: Datum odevzdání: Skupina ve cvičení: 16:00 17:30 Učitel: Ing. ukáš Paulinský Tento protokol vypracoval Jméno: Jiří Znoj ogin: ZNO jiri.znoj.st@vsb.cz Na měření spolupracoval Jméno: Dluhoš Jan ogin: DU0023

2 Sériový rezonanční obvod: A. Zadání úlohy 1. Pro sériový rezonanční obvod na obr. 1 odvoďte vztahy pro rezonanční frekvenci f REZ a velikost impedance Z REZ při f REZ. i(t) u(t) u1(t) RS urs(t) u(t) obr Odvozené vztahy pro f REZ a Z REZ ověřte měřením na sestaveném sériovém rezonančním obvodu. Pokyny pro měření: 1. Schéma zapojení pro měření parametrů sériového rezonančního obvodu na obr. 2. RG 10k FG OS H1 u1(t) 25n RS 65R 1H/35R u2(t) OS H2 FG funkční generátor (výstup sin) OS H1 osciloskop kanál č. 1 OS H2 osciloskop kanál č. 2 RG odporová dekáda R DEADE 2 RS odporová dekáda R DEADE 1 kapacitní dekáda DEADE modul indukčnosti SET obr. 2 Na funkčním generátoru FG nastavte výstupní sinusové napětí U 1PP = 10V o frekvenci f = 100Hz. Postupným zvyšováním frekvence zjistěte při jaké frekvenci f bude napětí U 2PP na sériovém rezonančním obvodu minimální pak f = f REZ a U 2PP = U 2PPMIN. Dosazením do vztahu U 2PPMIN Z REZ RREZ RG určíme impedanci obvodu při f REZ.. Zdůvodněte uvedený postup. U U 1PP 2PPMIN 2

3 Paralelní rezonanční obvod: 1. Pro paralelní rezonanční obvod na obr. 3 odvoďte vztahy pro rezonanční frekvenci f REZ a velikost impedance Z REZ při f REZ. i(t) i(t) irp(t) i(t) PZ RP u(t) obr Odvozené vztahy pro f REZ a Z REZ ověřte měřením na sestaveném sériovém rezonančním obvodu. Pokyny pro měření: 1. Schéma zapojení pro měření parametrů sériového rezonančního obvodu na obr. 4. RG 100k FG OS H1 u1(t) 25n RP 100k 1H/ 35R H2 u2(t) OS obr. 4 FG funkční generátor (výstup sin) OS H1 osciloskop kanál č. 1 OS H2 osciloskop kanál č. 2 RG odporová dekáda R DEADE 2 RP odporová dekáda R DEADE 2 kapacitní dekáda DEADE modul indukčnosti SET Na funkčním generátoru FG nastavte výstupní sinusové napětí U 1PP = 10V o frekvenci f = 100Hz. Postupným zvyšováním frekvence zjistěte při jaké frekvenci f bude napětí U 2PP na paralelním rezonančním obvodu maximální pak f = f REZ a U 2PP = U 2PPMAX, ekvivalentní je zjišťovat při jaké frekvenci f je fázový U 2PPMAX posun napětí u 1 (t) a u 2 (t) nulový. Dosazením do vztahu Z REZ RREZ RG určíme impedanci U1PP U 2PPMAX obvodu při f REZ.. Zdůvodněte uvedený postup. 3

4 B. Použité přístroje a pomůcky a. Funkční generátor b. Dvoukanálový osciloskop c. 2x odporová dekáda d. Kapacitní dekáda e. Modul indukčnosti. Postup měření Připravíme si všechny přístroje a součástky. Před zapojováním se ujistíme, že nemáme zdroj připojen k napájení. Podle schématu si zapojíme elektrický obvod. Je samozřejmostí, že na odporech, kapacitě a indukčnosti nastavíme požadovanou hodnotu. Před měřením si všechno zkontrolujeme, aby nedošlo k poškození přístrojů a součástek ani k chybě měření. Zapneme napájení. Nastavíme si jej na 10V. Poté zvyšováním frekvence hledáme, kdy bude hodnota napětí nejnižší (sériové zapojení) a poté nejvyšší (paralelní zapojení). Hodnoty si zapíšeme. Po ukončení měření dopočítáme žádané hodnoty. D. Výpočty I/1) Odvození vztahů: = I/2) Naměřené hodnoty: Vypočtené hodnoty: F REZ = 1007 HZ U 2PPMIN = 288 mv = 10,2 V U 1PP 4

5 II/1) Odvození vztahů: = j*( ) ( ) II/2) Naměřené hodnoty: Vypočtené hodnoty: F REZ = 1007 HZ U 2PPMAX = 8,4 V = 10,2 V U 1PP E. Obrázky k úlohám: Obrázek k úloze 1 Obrázek k úloze 2 5

6 F. Závěr V první úloze jsme si ověřili, že sériový rezonanční obvod má při rezonančním kmitočtu f REZ nejmenší impedanci Z REZ 290,557. Naproti tomu ve druhé úloze jsme si ověřili, že paralelní obvod má při rezonančním kmitočtu f REZ největší impedanci Z REZ 466,667. Naměřená hodnota rezonanční frekvence se shoduje s hodnotou vypočtenou. Malý rozdíl mezi těmito dvěma hodnotami je způsoben nepřesností přístrojů, nepřesností měření a okolním prostředím. 6