1.     Część teoretyczna

Prąd przemienny jest charakterystycznym przypadkiem prądu elektrycznego okresowo zmiennego, w którym wartości chwilowe podlegają zmianom w powtarzalny, okresowy sposób, z określoną częstotliwością. Wartości chwilowe natężenia prądu przemiennego przyjmują naprzemiennie wartości dodatnie i ujemne (stąd nazwa przemienny). Najczęściej pożądanym jest, aby wartość średnia całookresowa (tzn. składowa stała) wynosiła zero.

Opisem prądu sinusoidalnie zmiennego jest wzór , gdzie Umax jest amplitudą, ω – pulsacja, a ψ – fazą początkową

Moc bierna w układach prądu zmiennego jest częścią energii elektrycznej pulsującą między elementem indukcyjnym lub pojemnościowym odbiornika, a źródłem energii elektrycznej. Jednostką mocy biernej jest Var, a moc tą wyraża się dla odbiorników jednofazowych wzorem:

Impedancja (Z) - wielkość opisująca elementy w obwodach prądu przemiennego.

Impedancja jest rozszerzeniem pojęcia rezystancja z obwodów elektrycznych prądu stałego, umożliwia rozszerzenie prawa Ohma na obwody prądu przemiennego. Impedancja Z elementu obwodu prądu przemiennego jest definiowana jako:

Reaktancja lub opór bierny to wielkość charakteryzująca obwód elektryczny zawierający kondensator (pojemność) lub cewkę (indukcyjność). Jednostką reaktancji jest Ω

Reaktancja cewki ma znak dodatni i oblicza się ją ze wzoru:

Reaktancje kondensatora oblicza się ją ze wzoru:

Zjawisko rezonansu jest spotykane w różnorodnych układach fizycznych. Pojawia się ono, kiedy układ jest poddany pobudzeniom okresowym o częstotliwości równej częstotliwości drgań własnych układu.

Powstaje on tylko w przypadku, gdy odpowiedź przejściowa ma charakter oscylacyjny (więc energia musi być magazynowana w dwóch różnych postaciach – w przypadku rezonansu elektrycznego zostaje ona przechowywana w postaci pola elektrycznego i magnetycznego) Z tego wynika, iż układ rezonansowy musi posiadać indukcyjność oraz pojemność.

Rezonans następuje wtedy gdy reaktancje cewki XL i kondensatora XC są równe.

Warunek rezonansu: . Z tego wynika wzór na częstotliwość rezonansową:

2.     Pomiary jednofazowego prądu przemiennego. Metoda techniczna wyznaczania parametrów odbiornika

a)       Schemat układu

Odbiornikiem jest:

b)       Wyniki pomiarów oraz obliczone wartości

* - obliczenia w dodatku do sprawozdania

3.     Wyznaczanie wartości maksymalnej napięcia

Pomiar zostanie przeprowadzony trzema metodami:

a)       Pomiar Usk = 40V => Umax = 40√2 = 56,55 V

b)       Odczyt wartości z oscylatora: Umax=2,75 kratki * 20 V/kratkę = 55 V

c)       Odczyt cyfrowy z oscylatora Umax=56,25 V

4.    

Wyznaczanie wartości średniej przebiegu półsinusoidalnego

Woltomierz V1 służy do pomiaru wartości średniej skutecznej, a woltomierz V2 do pomiaru wartości średniej.

Zależność pomiędzy napięciem skutecznym, a średnim wyraża się wzorem:

Na podstawie zmierzonego napięcia skutecznego (40V) obliczamy wartość Uśr=36 V

Na woltomierzu V2 odczytaliśmy wartość średnią równą 34 V

5.     Szukanie częstotliwości rezonansowej obwodu RLC

Na rysunku przedstawiono schemat układu w którym była badana częstotliwość rezonansowa

Generator pozwala wytwarzać prąd przemienny o częstotliwości od 300 Hz do 10 kHz