Rezonansiniai matavimai

Ištrauka

Rezonansiniai matavimai
Laboratorinio darbo ataskaita

Darbo tikslas:
1.1. Susipažinkite su rezonansinių matavimų principu ir pagrindiniais paklaidų šaltiniais.
1.2. Išsiaiškinkite kokybės matuoklio E4-5A veikimo principą ir valdymo organų paskirtį.
1.3. Pasinaudodami rezonansiniu matavimo principu atlikite kokybės, induktyvumo, talpos
matavimus.

Teorinė dalis:
Virpesių kontūrai – tai grandinės, kuriose gali kilti elektriniai virpesiai. Virpesių kontūruose būtini
dviejų rūšių elektros energijos kaupikliai, t.y. talpiniai ir induktyvieji elementai. Vieną kartą suteikus
kontūrui elektros energiją, t.y. įkrovus talpinį elementą, ji po to pereina į induktyviojo elemento magnetinę
energiją. Toks procesas kartojasi ir kontūre kyla savieji virpesiai. Virpesių kontūrai dažnai vadinami
rezonansinėmis grandinėmis, nes jose galimas rezonansinis reiškinys.
Rezonansas grandinėje pasireiškia tuomet, kai kontūro savųjų virpesių dažnis (arba rezonansinis
dažnis) sutampa su prijungto šaltinio virpesių dažniu. Šaltinis papildo kontūro energiją, prarandamą varžos
elemente, kuris yra kiekviename realiame virpesių kontūre. Esant rezonansiniam dažniui, susilygina talpinio
ir induktyviojo elementų varžos, padidėja srovė kontūre, jos pradinė fazė susilygina su prijungto šaltinio
įtampos pradine faze. Priklausomai nuo grandinės elementų jungimo galimi nuoseklus, lygiagretus ir mišraus
jungimo virpesių kontūrai. Šiame darbe nagrinėjamas nuoseklusis virpesių kontūras.
Būdingoji varža ρ – reaktyviųjų elementų varža rezonanso metu. Ji paprastai būna šimtų omų
dydžio. Būdingoji varža apskaičiuojama:
ρ=ωrL=1ωrC=√LC
Kontūro kokybė Q=ρ/R. Ji apibūdina virpesių kontūro nuostolius ir yra proporcinga kontūre
sukauptos ir sueikvojamos per periodą energijos santykiui. Sutelktųjų parametrų kokybė paprastai neviršija
poros šimtų, o paskirstytųjų parametrų grandinių kokybė siekia kelis tūkstančius. Grandinių teorijoje kartais
naudojamas ir atvirkštinis kokybei parametras – slopinimas (d=1/Q).
Elementų įtampų efektinės reikšmės rezonanso metu: ULr =Q·E; UCr =Q·E; URr=E. Kadangi
reaktyviųjų elementų įtampos rezonanso metu padidėja ir viršija šaltinio įtampą Q kartų, rezonansas
nuosekliajame kontūre vadinamas įtampų rezonansu.
Tiriamąjį virpesių kontūrą išsamiai apibūdina jo impedanso, srovės stiprumo ir elementų įtampų
dažninės priklausomybės. Jos dažnai vadinamos rezonansinėmis kreivėmis arba charakteristikomis.