5_Rezonance_PP

Rezonanční kmitočet obvodu f0 nalezněte jako minimum efektivní hodnoty harmonického napětí Ur, které indikuje sériovou rezonanci obvodu. Při rezonanci se totiž eliminují okamžité hodnoty napětí induktoru a kapacitoru obvodu, takže efektivní hodnota napětí sériové kombinace technické cívky a kondenzátoru má minimální hodnotu a je rovna právě úbytku napětí na rezistoru RL modelu technické cívky.

K měření obvodových veličin použijte dva univerzální měřicí přístroje.

V rámci domácí přípravy vypočtěte pro dané hodnoty obvodových parametrů odhad rezonančního kmitočtu obvodu a navrhněte tabulku k zápisu měřených a počítaných hodnot: rezonančního kmitočtu f0, proudu obvodu I, napětí obvodových prvků U, UR, UL, UC včetně napětí Ur, odporu RL = Ur/I, činitele jakosti cívky a činitele jakosti RLC obvodu . Jednotku proudu volte mA. Tuto tabulku, ale i následující tabulky nahoře řádně označte a popište. Do posledního řádku tabulky nebo pod ni uveďte hodnoty parametrů obvodu. V příkladu výpočtu uveďte definiční vztahy pro RL, QL, QRLC a proveďte detailní dosazení do jejich definic pro jednu hodnotu kmitočtu z tabulky, mimo rezonanční.

2. Pro měření kmitočtové závislosti veličin sériového RLC obvodu ponechte obvod zapojený podle obr. 1. 5 hodnot kmitočtu volte z intervalu 300 Hz - f0 a 5 hodnot kmitočtu volte z intervalu f0 - 3 kHz. Hodnoty veličin při rezonanci použijte z měření provedeném v bodu 1. Z naměřených efektivních hodnot napětí a proudu vypočtěte velikost impedance obvodu a jejich složek.

V rámci domácí přípravy navrhněte tabulku k zápisu měřených efektivních hodnot a vypočtených hodnot impedance obvodu a jejich složek: kmitočtu f, proudu obvodu I v mA, napětí obvodových prvků U, UR, UL, UC, velikosti impedance Z =U/I, argument (fáze) impedance ϕ = arctan((UL–UC)/UR), odporu R = UR/I, induktance XL = UL/I, kapacitance XC = UC/I. V příkladu výpočtu uveďte definiční vztahy pro Z, ϕ, R, XL, XC a proveďte detailní dosazení do jejich definic pro jednu hodnotu kmitočtu z tabulky, mimo rezonanční.

Vypočtené kmitočtové charakteristiky Z(f), XL(f), XC(f) a R(f) zobrazte v jednom grafu. Osy grafu popište a zobrazte ve vhodném měřítku, celý obrázek dole řádně označte a popište.

Pro jeden kmitočet, jiný než rezonanční, nakreslete fázorový diagram ve vhodném měřítku. Osy diagramu a fázory řádně popište, celý obrázek dole řádně označte a popište. Do obrázku nebo jako součást popisu uveďte měřítko a hodnotu kmitočtu, pro který je fázorový diagram zkonstruován. V příkladu výpočtu uveďte vztah pro komplexní impedanci obvodu , do kterého dosaďte složky impedance pro hodnotu kmitočtu, kterou jste zvolili pro konstrukci fázorového diagramu. Podle znaménka imaginární složky impedance rozhodněte o induktivním nebo kapacitním charakteru. Dodržujte posloupnost zápisu: definiční vztah, dosazení hodnot, výsledek. Fázový posun mezi fázorem napětím a proudu určete jako úhel, který svírá fázor Û a Î zkonstruovaného fázorového diagramu. Hodnota tohoto úhlu závisí i na měřítku os komplexní roviny, takže pokud není 1:1, musíte tuto skutečnost zohlednit. Fázi impedance obvodu odečtěte z tabulky.