STUDIUL CIRCUITULUI RLC SERIE PRIN ACHIZITIE COMPUTERIZATA DE DATE

STUDIUL CIRCUITULUI RLC SERIE PRIN ACHIZITIE COMPUTERIZATA DE DATE

1.TEORIA LUCRARII

Intr-un circuit serie RLC, format din elemente de circuit ideale, amplitudinea intensitatii curentului electric este: (1), unde: U_m - amplitudinea tensiunii alternative aplicate circuitului: (2); L - inductanta bobinei; C - capacitatea condensatorului (bobina si condensatorul sunt elemente reactive); R - rezistenta rezistorului (rezistorul este element disipativ); f - frecventa tensiunii alternative. Daca in rel. (1), U_m, L, C sunt constante iar R se ia ca parametru, I_m devine maxima: (3), cand:(4), fenomen numit rezonanta tensiunilor. Intensitatea creste cand R scade - curbele "se ascut" (caz ideal:cand ).

Daca in rel. (1), se considera R = 0 Ω, impedanta elementelor reactive (presupuse ideale), Z_X, se confunda cu

impedanta circuitului. Din rel. (1) se obtine: (5) si devine zero la rezonanta.

Practic, bobina are si rezistenta, R_l, astfel incat, la rezonanta, Z_X devine minima, , nu zero.

Amplitudinea tensiunii care cade pe elementele reactive este:(6) si devine minima, , la

rezonanta (daca bobina si condensatorul sunt ideale devine zero). Tensiunea scade cand R creste - curbele "se adancesc".

Din rel. (1) si (6) se constata ca I_m si U_Xm sunt functii de frecventa f, avand rezistenta R ca parametru, iar din rel. (5) se vede ca Z_X este functie de frecventa.

Lucrarea de laborator are sapte teme:

o   verificarea experimentala a faptului ca relatia I_m = f (f) prezinta punct de maxim, , la frecventa f_r;

o   verificarea experimentala a faptului ca scade cand rezistenta R creste;

o   verificarea experimentala a faptului ca valoarea frecventei de rezonanta, f_r, nu depinde de rezistenta R;

o   verificarea experimentala a faptului ca relatia U_Xm = f (f) prezinta punct de minim,, la frecventa f_r;

o   verificarea experimentala a faptului ca scade cand rezistenta R creste;

o   verificarea experimentala a faptului ca relatia Z_X = f (f) prezinta punct de minim,, la frecventa f_r;

o   determinarea experimentala a frecventei de rezonanta, f_r, si compararea ei cu valoarea teoretica f₀.

2.APARATE SI MATERIALE NECESARE

o   unitate de baza Cobra 3 (1) (Fig. 1); cablu de date RS 232 (2); 2 surse de alimentare de 12 V (3; 4);

o   modul Function generator (FG) (5); bobina cu: L = 2 mH si R_l = 0,8 Ω (6); suport cu conexiuni electrice (7);

o   rezistenta de protectie de 47 Ω (8); rezistori de 10 Ω si 47 Ω (9); condensator de 0,1 μF (10); cabluri (11);

o   PC - Windows;softul Cobra 3 Universal writer.

	Fig. 1		Fig. 2

3.MOD DE LUCRU

o   Se realizeaza montajul din figura 1; 2, folosind R = 47 Ω.

o   Se deschide PC-ul > Measure > Gauge > Universal writer > Fast Measurement (Fig. 3).

o   Se da clic pe Configure FG module (se pleaca de la f   = 7000 Hz) > OK > Continue (Fig. 3).

o   Clic pe Start measurement > Stop measurement; afiseaza: I_m = f (t) (pe ecran I) si U_Xm = f (t) (U₂) (Fig. 4).

Fig. 3

Fig. 4

o   Clic pe I > Survey function, se masoara ΔI_m (pe ecran ΔI); la fel pentru ΔU_Xm (pe ecran ΔU₂) (Fig. 4).

o   Se inchide fereastra; se reiau operatiile de la punctele anterioare, modificand pe f (se creste cu 200 Hz); ultima masuratoare va fi la 15600 Hz.

o   Se inlocuieste rezistorul cu R = 10 Ω si se repeta operatiile anterioare.

o   Se scoate rezistorul de 10 Ω (R = 0 Ω), se reface montajul astfel incat rezistenta de protectie, bobina si condensatorul sa fie in serie; se repeta operatiile de la punctele anterioare.

o   Se calculeaza amplitudinea intensitatii:(8) si amplitudinea tensiunii pe elementele reactive: (9) pentru fiecare masuratoare.

o   Pentru R = 0 Ω, se calculeaza impedanta elementelor reactive:(10).

4.REZULTATE EXPERIMENTALE

o   Valorile experimentale obtinute se trec in tabelul care urmeaza.

5.VALORIFICAREA REZULTATELOR EXPERIMENTALE

o   Pe baza datelor din tabel, se reprezinta grafic, folosind un program pentru grafice: I_m = f (f), pentru R = 47 Ω; 10 Ω si 0 Ω. Graficul este o curba cu punct de maxim.

o   Din graficul trasat pentru R = 47 Ω, se obtine: f_r1 = .. kHz; = .. mA.

o   Din graficul trasat pentru R = 10 Ω, se obtine: f_r2 = .. kHz; = .. mA.

o   Din graficul trasat pentru R = 0 Ω, se obtine: f_r3 = .. kHz; = .. mA.

o   Din graficul trasat, se constata ca daca rezistenta scade, curbele se .

o   Pe baza datelor din tabel, se reprezinta grafic, folosind un program pentru grafice: U_Xm = f (f), pentru

R = 47 Ω; 10 Ω si 0 Ω. Graficul este o curba cu punct de minim.

o   Din graficul trasat pentru R = 47 Ω, se obtine: f_r4 = .. kHz; = .. V.

o   Din graficul trasat pentru R = 10 Ω, se obtine: f_r5 = .. kHz; = .. V.

o   Din graficul trasat pentru R = 0 Ω, se obtine: f_r6 = .. kHz; = .. V.

o   Din graficul trasat, se constata ca daca rezistenta creste, curbele se ..

o   Pe baza datelor din tabel, se reprezinta grafic, folosind un program pentru grafice: Z_X = f (f), pentru

R = 0 Ω. Graficul este o curba cu punct de minim.

o   Din graficul trasat pentru R = 0 Ω, se obtine: f_r7 = .. kHz; = .. Ω.

o   Folosind rel. (4), se calculeaza frecventa teoretica de rezonanta: f₀ = kHz.

o   Se compara valorile frecventei de rezonanta obtinute experimental cu valoarea teoretica:

< .. < < < < < .. < ..

6.SURSE DE ERORI

o  

o  

o