E30 - Rezonance v sériovém RLC obvodu

Cíl

Zobrazit průběh napětí a demonstrovat prudký nárůst proudu, odebíraného ze zdroje, v oblasti vlastní frekvence RLC obvodu.

Pomůcky

• 2 moduly voltmetr
• modul ampérmetr
• cívka 1200 závitů na jádře se jhem
• kondenzátor o kapacitě 2 mF
• posuvný odpor 0 - 1 kW

Provedení

V programu nastavíme celkový čas měření 1 sekunda a vzorkovací frekvenci 1000 Hz.
Oživíme kanál A, ke kterému připojíme modul ampérmetr, kanály B a C s moduly voltmetr a výstupní kanál E, který použijeme jako rozmítač napětí (čili jako zdroj napětí sinusového průběhu s konstantní amplitudou a plynule rostoucí frekvencí) s těmito parametry: f₁ = 10, f₂ = 100, hladina 0 V, amplituda 3 V.
Zobrazení ponecháme ve standardním nastavení. Voltmetry nastavíme na rozsah 10 V s nulou uprostřed, ampérmetr na rozsah 0.1 A rovněž s nulou uprostřed.
Schema zapojení je na následujícím obrázku.

Cívku, kondenzátor a reostat spojíme do série. Vše připojíme ke zdroji-rozmítači (kanál E). Voltmetrem A měříme napětí na cívce, voltmetrem C napětí na kondenzátoru, ampérmetrem proud odebíraný ze zdroje. Posouváním jha na jádře (otevíráním a zavíráním) měníme výrazně indukčnost cívky a tím i vlastní frekvenci obvodu. Maxima napětí a minimum proudu se podle toho posouvá k nižším či vyšším hodnotám.

Vysvětlení

V sériovém RLC obvodu dosahuje proud maxima při frekvenci w₀= 1/ ÖLC (Thompsonův vztah).
Napětí na kondenzátoru a cívce dosáhne maxima při frekvencích mírně odlišných (v závislosti na koeficientu kvality obvodu).

Stažení naměřeného experimentu:

Webmaster: Jiří Ryzner, poslední aktualizace: 21.7.2014