5_Rezonance_PP

.3. Do dutiny technické cívky souměrně vložte plechové feromagnetické jádro a postupujte podobně jako u 1. bodu zadání. Plechové jádro můžete zajistit gumovými kroužky.

Rezonanční kmitočet v rámci domácí přípravy nepočítejte, neboť hodnota indukčnosti závisí na parametrech plechového jádra a ty neznáte. Naměřené hodnoty a vypočtené hodnoty pro cívku s plechovým jádrem zapište do nového řádku tabulky s hodnotami cívky se vzduchovým jádrem.

Všechny tabulky vytvořte nejlépe v tabulkovém procesoru, tak abyste je na konci hodiny mohli odeslat do systému Moodle jako doklad vaši aktivity na laboratorním měření.

4. V závěru, při posuzování se zaměřte zejména na srovnání hodnot rezonančních kmitočtů, indukčností L, ekvivalentních odporů RL a činitelů jakosti QL obou cívek a obou hodnot činitelů jakosti obvodu QRLC. Komentujte fázorový diagram a odpovídající impedanci obvodu stran charakteru obvodu a fázových poměrů.

Schéma zapojení:

Obr. 1 Schéma měření sériového RLC obvodu.

VYPRACOVÁNÍ:

Použité přístroje

Tabulka/y naměřených/vypočtených hodnot:

Tab. 1 Cívka bez jádra

Naměřená rezonance 1591Hz Vypočtená rezonance 1575Hz

f[Hz] A[mA] Ur[V] UL[V] UC[V] URLC [V] Q[-] XL [Ω] XC [Ω] Z[Ω] 300 5,07 0,36 0,2 5,4 5,2 0,753982 37,69911 1061,033 1024,115 500 8,9 0,6 0,5 5,7 5,1 1,256637 62,83185 636,6198 573,7879 1100 26,3 1,86 3,7 7,7 4,5 2,764602 138,2301 289,3726 151,1425 1550 40,4 2,83 7,92 8,32 3,1 3,895575 194,7787 205,3612 10,58247 1575 40,5 2,84 8,1 8,2 3,1 3,958407 197,9203 202,1015 4,181178 1600 40,5 2,83 8,19 8,1 3,1 4,021239 201,0619 198,9437 2,118251 1625 40,4 2,83 8,3 7,94 3,1 4,08407 204,2035 195,883 8,320516

Tab. 2 Cívka s jádrem

Naměřená rezonance 712Hz Vypočtená rezonance 701Hz

Příklad výpočtu:

Q=XL/R XL=2πfL XC=1/(2πfC)

Q=37,69/40 XL=2π300*0,02 XC=1/(2π300*50*10-9)

Q=0,753982 XL=37,69Ω XC=1061,033Ω

Z=U/I

Z=5,2/0,00507

Z=1024,1Ω

Kmitočtové charakteristiky pro obvod s cívkou bez jádra

Závěr: Rezonance je stav, při, kterém je elektrický obvod schopen kmitat více než na jiných frekvencích, to v praxi znamená, že obvod při určité frekvenci projevuje pouze svůj činný odpor. Při této frekvenci se reaktance se rovnají nule, tím pádem obvodem prochází nejvyšší možný proud, protože cívka a kondenzátor své reaktance navzájem potlačují. Při měření cívky bez jádra a s jádrem se frekvence lišily, protože jádro zvyšuje indukčnost cívky a tím mění rezonanční frekvenci.