E29 - Rezonanční křivka

Cíl

Zobrazit rezonanční křivku a demonstrovat prudký nárůst amplitudy v blízkosti vlastní frekvence RLC obvodu.

Pomůcky

• modul ampérmetr
• cívka 1200 závitů na jádře se jhem
• kondenzátor o kapacitě 2 mF

Provedení

V programu nastavíme celkový čas měření 1 sekunda a vzorkovací frekvenci 1000 Hz.
Oživíme kanál A, ke kterému připojíme modul ampérmetr, a výstupní kanál E, který použijeme jako rozmítač napětí (zdroj napětí sinusového průběhu s konstantní amplitudou a plynule rostoucí frekvencí) s parametry: f₁ = 0, f₂ = 100, hladina 0 V, amplituda 1 V.
Zobrazení ponecháme ve standardní. Ampérmetr nastavíme na rozsah 10 mA s nulou uprostřed.
Schema zapojení je na následujícím obrázku.

Cívku s kondenzátorem v sérii připojíme ke zdroji-rozmítači (kanálu E). Ampérmetrem měříme proud v obvodu. Ten je při frekvencích odlišných od vlastní frekvence LC obvodu velmi malý, avšak v blízkosti tzv. rezonanční frekvence prudce vzroste (viz obrázek). Posouváním jha na jádře (otevíráním a zavíráním) měníme výrazně indukčnost cívky a tím i vlastní frekvenci obvodu. Maximum křivky se podle toho posouvá k nižším či vyšším hodnotám.

Vysvětlení

V sériovém RLC obvodu je hodnota proudu maximální pro frekvence
w = Öw ₀² - 2l², kde l = R/2L a w₀= 1/ ÖLC (Thompsonův vztah).
Naopak hodnota napětí je pro tyto frekvence minimální.

Stažení naměřeného experimentu:

Stažení experimentu pro prostředí Excel:

Webmaster: Jiří Ryzner, poslední aktualizace: 21.7.2014