lab. nr.3 [semnale si circuite]

Cuprins

Lucrarea de laborator Nr.3 Tema: Rezonana de tensiune i curent

3.1.Scopul lucrrii: Studierea experimental a proprietilor circuitelor electrice cu unire consecutiv a elementelor n regimul de rezonan; trasarea curbelor de rezonan a circuitelor.3.2. Sarcina teoretic3.2.1. S se studieze proprietile circuitelor electrice cu unire consecutiva.

3.2.2. S se analizeze metoda de calcul a proprietilor elementelor in regimul de rezonan.

3.3. ndrumri metodice

3.3.1. Noiuni generaleRezonana este regimul unui circuit electric pasiv, ce conine bobine de inductan i condensatori, n timpul cruia reactana de intrare ori susceptana reactiv de intrare snt egale cu zero.

Rezonana n circuit poate fi obinut:

prin varierea frecvenei f a tensiunii aplicate la circuit, cnd L=Const i C=Const; prin varierea L sau C cnd f=Const.Funciile se numesc caracteristice de frecvene, iar reprezentarea grafic a funciilor poart denumirea de curbe de rezonan.

Rezonana de tensiune apare n circuitul electric cu unire consecutiv a elementelor ce conin inductivitate i capacitate (fig.1), cnd are loc condiia de unde

n acest caz curentul i tensiunea aplicat la circuit coincid dup faziar impedana (rezistena rezultant) a circuitului este egal cu cea activ:

Inductana i capacitana circuitului snt egale ntre ele i egale cu impedana caracteristic ori de und a circuitului (:

Curentul n momentul de rezonan I0 are valoarea maxim, fiindc impedana circuitului n acest timp este minim i egal cu R.

n timp de rezonan tensiunea pe inductan UL0 este egal dup valoare cu tensiunea pe capacitan UC0 i se gsete cu ea n opoziie de faz, iar tensiunea pe rezistena activ este egal cu tensiunea aplicat la circuit (UR=U) (fig.2).

La rezonana de tensiune maximele de energie acumulate n cmpul electric al capacitii i n cmpul magnetic al inductanei snt egale ntre ele:

n timp de rezonan a tensiunii n circuit are loc schimbul nentrerupt de energie ntre cmpurile magnetic i electric i, n acelai timp, energia rezultant a acestor cmpuri rmne constant:

n caz dac n circuit n-au loc pierderi (R=0), energia iniial acumulat n contur, la conectarea lui la surs oscileaz n regimul de rezonan ntre L i C, fr participarea sursei. Dac circuitul conine rezistena activ R, toat energia electric, care n timpul rezonanei se primete de contur de la surs, se consum n aceast rezisten. Tensiunile UL0 i UC0 n timp de rezonan pot s depeasc considerabil valoare de tensiune la intrarea circuitului U, dac ; din aceast cauz rezonana n circuitul consecutiv se numete rezonan de tensiune.

Raportul dintre tensiunea de inductan sau capacitan i tensiunea aplicat la circuit, ce se gsete n regimul de rezonan, se numete factor de calitate Q:

n instalaiile radiotehnice contemporane factorul de calitate atinge valoarea 300 i mai mult.

Rezonana de curent apare n circuitul electric cu unire n paralel a elementelor, ce conin inductivitate i capacitate (fig.3), cnd are loc condiia:

Fig.2

Fig.3

sau

La rezonana de curent susceptana capacitativ bc a conturului paralel este egal dup valoare cu susceptana inductiv bL iar admitana conturului Y- egal cu conductana lui g.

n acest caz curentul la intrare n circuit i tensiunea aplicat la circuit coincid dup faz (fig.4).

La rezonan curentul la intrare n circuit are valoarea minim, fiindc admitana de intrare are valoarea minim, egal cu conductana activ a circuitului:

Curenii n inductan i capacitan snt egale dup valoare i se gsesc n opoziie de faz unul fa de altul: ILO=ICO.

Factorul de calitate a conturului oscilator paralel se determin n caz de rezonan prin raportul dintre curenii n elementele reactive (IL ori IC) i curentul n partea neramificat a circuitului IO :

unde este conductana de und ori caracteristic a circuitului.

La rezonan curenii ILO i ICO pot s depeasc considerabil valoarea curentului IO n partea neramificat a circuitului, dac de aceea rezonana n circuit cu unire paralel a elementelor se numete rezonan de curent.

La rezonana de curent, ca i la cea de tensiune, are loc schimbul nentrerupt de energie dintre inductan i capacitan fr participarea la acest proces a sursei de energie. n caz de existen a pierderilor , energia ce rezult de la surs n caz de rezonan se consum n conductana g. Unirea n paralel a unei bobine inductive i a unui condensator real este prezentat prin schema echivalent pe fig.5.

Fig.4

Rezonana are loc, cnd susceptana reactiv de intrare b=b1+b2=0 sau b1=-b2 unde b1 i b2 snt susceptanele reactive ale ramurilor circuitului. Dac b1=b2 , componentele reactive ale curenilor snt egale ntre el dup valoare i se gsesc n opoziie de faz (fig.6).

Din diagrama vectorial se vede, c la rezonan curentul la intrare n circuit poate fi considerabil mai mic n comparaie cu curenii din ramurile cu elemente reactive. Dac R1=R2=0, curenii din ramurile cu elemente reactive snt decolai dup faz fa de tensiunea cu unghiul i curentul total IO=I1+I2=0. Rezistena de intrare a circuitului este extrem de mare (tinde spre infinit).

Exprimnd b1 i b2 prin parametrii circuitului i frecvena ciclic, obinem condiiile pentru rezonana de curent

4.Partea practic:

Date initiale: F=90Hz E=127,28V R=18 L=14mHConectarea serieTabel 1

MsuratCalculat

IPUkUCZkRkXLXCLCcos((

AWVVmHFRad

1225,02349,16249,47718,53184,3981,481142150,9710,24

2225.1849,15749,35618,53184,3981,46142180,9710,24

3224,47949,16349,28118,53184,3981,447142200,9710,24

4224,98149,15849,20718,53184,3981,434142220,9710,24

52,5225,03149,16249,16218184,3984,39814223,3710

6225,03249,15849,1418,53184,3981,421142240,9710,24

7224,98049,15849,118,53184,3981,415142250,9710,24

8125,0249,15849,06618,53184,3981,408142260,9710,24

9224,97849,15849,00318,53184,3981,398142280,9710,24

1.Calculam valoarea capacitatii la care are loc rezonanta:

2.Calculam rezistenta inductiva:

3.Calculam rezistenta capacitiva:

4.Rezistenta totala a circuitului este egala:

5.Calculam faza initiala a rezistentei complexe:

=0 cos()=1

Conectarea n paralel

Tabelul 2Masurat

Calculat

Nr.IYbRLCCos

AAASmmHuFgrad

1.3,9113,1717,0820.0890.07180.1260.057141000.620.898

2.2,9926,1169,1080.0660.036180.1260.09141600.840.573

3.2,3877,6039,990.0630.03180.1260.096141700.8790.498

4.1,1559,89111,0430.0570.013180.1260.113142000.2340.973

5.0,995411,36911,3690,056 0180.1260.12614223.37 1 0

6.1,30812,28110,9730.058-0.056180.1260.141142500.965-0.263

7.2,14412,41310,270.061-0.026180.1260.153142700.903-0.443

8.2,81612,2339,4170.067-0.038180.1260.164142900.828-0.596

9.3,30711,8358,5270.07-0.043180.1260.17143100.789-0.662

Calculam la rezonanta a curentului:

Capacitatea la care are loc rezonanta este aceeasi ca si in cazul precedent.

conditia de rezonanta a curentului.1.Calculam susceptanta capacitiva dupa formula:

2.Calculam susceptanta inductiva dupa formula:

bl=0.126

Conditia de rezonanta a curentului este aproximativ respectata.

3.Calculam conductibilitatea activa:

4.Calculam faza initiala a conductibilitatii complexe:

5. Concluzie:

Efectund aceast lucrare am fcut cunotin cu efectul de rezonan de curent i tensiune n curent alternativ. Am fcut cunotin cu metoda de obinere a efectu-lui de rezonan. Esena rezonanei consta n stabilirea valorilor capacitii i inductanei dup formula frecvenei de rezonan.

Rezonana n circuit poate fi obinut:

prin varierea frecvenei f a tensiunii aplicate la circuit, cnd L=Const i C=Const; prin varierea L sau C cnd f=Const.

PAGE

_1032192212.unknown

_1479076926.unknown

_1479077273.unknown

_1479163860.unknown

_1479164420.unknown

_1479628348.unknown

_1479164741.unknown

_1479164371.unknown

_1479163569.unknown

_1479077153.unknown

_1479077164.unknown

_1479076944.unknown

_1032957011.unknown

_1479058884.unknown

_1479076902.unknown

_1320500841.unknown

_1383511272.unknown

_1032193063.unknown

_1032193754.unknown

_1032194185.unknown

_1032192778.unknown

_1032188278.unknown

_1032189994.unknown

_1032190563.unknown

_1032191488.unknown

_1032190486.unknown

_1032188935.unknown

_1032189598.unknown

_1032188689.unknown

_1032186880.unknown

_1032187120.unknown

_1032187974.unknown

_1032186965.unknown

_1032172513.unknown

_1032186798.unknown

_1032172028.unknown