PRAKTICKÉ CVIČENIE Z FYZIKY Gymnázium Partizánske

˘

˘

˘

3.URCENIE REZONANCNEJ KRIVKY

OSCILACNÉHO OBVODU

Vypracoval : Školský rok :

Dátum : Ročník : 3.

Trieda :

_______________________________________________________________________________________

Teoretický úvod :

Oscilačný obvod utvoríme sériovým, alebo paralelným spojením kondenzátora s kapacitou C a cievky s indukčnosťou L.

1. Sériový oscilačný obvod :

... cievkou aj kondenzátorom prechádza rovnaký prúd I,

napätie na cievke je U_L = X_L . I

napätie na kondenzátore U_C = X_C . I

z fázorového diagramu pre výsledné napätie

vyplýva

U = U_L - U_C = I.( X_L - X_C ),

p/2

-p/2

U_C

U_L

I

U_C

U_L

U

L

C

kde reaktancia obvodu je

Reaktancia má najmenšiu hodnotu pri X_L = X_C . Obvod je vtedy v rezonancii a pre rezonančnú frekvenciu platí

2. Paralelný oscilačný obvod

I

I_C

... na kondenzátore aj cievke je rovnaké napätie U.

Pre výsledný prúd obvode z fázorového diagramu

platí I = I_C - I_L

p/2

-p/2

I_L

I_C

U

I_L

L

C

U

To znamená, že pri rezonančnej frekvencii prechádza obvodom najmenší prúd a reaktancia obvodu X má najväčšiu hodnotu

Grafickým vyjadrením závislosti reaktancie od frekvencie núteného kmitania oscilačného obvodu je rezonančná krivka. Jej meraním si overíme poznatky o reaktancii oscilačného obvodu. Pri meraní použijeme reálny obvod, ktorý má okrem indukčnosti a kapacity aj odpor. Vplyvom odporu je pri rezonancii prúd v obvode menší ( sériový obvod ), prípadne väčší

( paralelný obvod ), ako zodpovedá reaktancii obvodu. Preto podiel nameraných hodnôt napätia a prúdu určuje impedanciu Z obvodu.

Úloha : Odmerajte rezonančnú krivku sériového a paralelného oscilačného obvodu.

Pomôcky : zdroj striedavého napätia s meniteľnou frekvenciou, cievka 600 závitov s jadrom,

kondenzátor s kapacitou 1mF, voltmeter, miliampérmeter, spojovacie vodiče.

Schémy zapojenia elektrických obvodov :

číslo 1.

číslo 2.

Postup : 1. Zostavte elektrický obvod podľa schémy zapojenia číslo 1.

2. Merajte prúd a napätie v rozsahu frekvencii 100 Hz až 2000 Hz.

3. Počas merania udržujte v obvode konštantné napätie 1V až 2V.

4. Zostavte elektrický obvod podľa schémy zapojenia číslo 2.

5. Skusmo nastavte zdroj striedavého napätia na rezonančnú frekvenciu a hodnotu

napätia upravte tak, aby výchylka ručičky voltmetra bola najväčšia. Zodpovedajú-

ci prúd potom udržujte v priebehu merania na konštantnej hodnote.

6. Merajte prúd a napätie v rozsahu frekvencii 100 Hz až 2000 Hz.

Úlohy:

1. Zostrojte rezonančné krivky sériového a paralelného oscilačného obvodu.

2. Určte z priebehu rezonančných kriviek rezonančnú frekvenciu daného oscilačného

obvodu.

3. Ak poznáme kapacitu kondenzátora v oscilačnom obvode, môžeme meraním rezonan-

čnej frekvencie určiť indukčnosť cievky. Odvoďte príslušný vzťah a vypočítajte z na-

meraných hodnôt a známej kapacity kondenzátora indukčnosť použitej cievky.

4. Ako sa zmení rezonančná frekvencia ak uzavrieme jadro cievky. Zdôvodnite.