Download to read offline
9
- 1. فيز ش 2 يك گ ز ا رش ر ش كا آ ز م ا يشم ا ر ة 9 شش ص ا د قی ا د شر رض ا ع لی ا ک ب ری ش ش سجا د آزماي شش ششارهش )1( هدفف آزمایش : بررسی اثرسلفف و خازن در یک جریان دائمو متناوب ، تعيي نس در یک مدار، م اسبه ظرفيت خازن فوهول م فرکانس رزونا وسایل آزمایش :اسيلوسکوپ ،خازن ، سلفف ،مقاومت های م تلفف )متغي و ثابت( ، آمپرمت، منبعتغذیهمتناوب بافرکانس م تلفف ،سيم رابط مشصت ص ر يش از تئوري آزماي ش : اثر سل فش و خازن در جريان دائم و مصتناوب : سل فش در جريان دائم فق طش از خود مقاومتش اهش یش خال صش را نشان م يش دهد به جز در مواقع ق طعش و وص لش که در اين حالت اثر القائ ی نشان ميدهد . خازن در جریان دائمبرای یک ل هظهف جریان رانشان دادهو بای اول خود برميگردد ف ید. هرگاهجریان متغي ازیک سيم پيچعبور کندیکو مانندکليدقطع عمل مينما نيوی ضد مفرکه ای بهوجود ميایدکه باعامل بوجودآورندهاشف م الفت ميکند بر ین: بنا ا d id u =L dt I = I m Sinωt d π u =L ) + ( I m Sinωt ) = LI mωCosωt = LI mωSin(ωt dt 2 π − u = u m Sin(ωt ) 2 اگررابطه بدستف آمده رابارابطه جریان مفقایسه نفائيممشفاهده ميشود که Lω جلوتر انبهاندازهولتف ا ازجریفف فﮊ π 2 ئیسيم پيچمينامند.رامقاومت القا استف .در رابطه اخي هرگاهجریان متغي ازیک خازن عبور نایددر اینصورت : 1
- 2. dq =I ⇒ d q = Id t dt Im − = ∫ d q = ∫ I m Sinωt.d t ⇒ q Cosωt ω Im I π − = CV ) − Cosωt ⇒ V = m Sin(ωt ω Cω 2 π اگررابطه بدستف آمده رابارابطه جریان مقایسه نائيممشاهده ميشود که ولتاﮊ 2 1 Cω ازجریان بهاندازه رامقاومت ظاهری خازن ميباشد . عقبت استف ، در رابطه اخي در خازن انرﮊی مصر فف نيشود بلکهبهصورتف ميدان الکتیکی در خازن ذخيه شده و در هر نيمسيکل انرﮊی ذخيه شده و در نيمسيکل بعدی بهمدارپسف داده ميشود . 2 P = P2 ⇒ Z1 = Z 2 = R 1 1 1 − 1− ( Lω − 2) = ( Lω ) 1Cω 2Cω 1 1 1ω + ω = ) 1L(ω2 + ω + 2 = 2Cω1 Cω2 Cω1ω 1 = 2⇒ LCω1ω 2ω1ω 2= 1 ⇒ ωr = ω1ω 2 ωr اختلف فازدر مدار RLCازرابطه مقابل م اسبه ميشود : 1 − Lω = tan ϕ Cω R ضریب چگونگی یاضریب کيفيت نشان دهندهاینست که هرچه پنای منحنی تشدید بيشتف باشد ضریب کيفيت کمتف وبالعکس زیادمي باشد . Lωr =Q R 2 1 2 1 − 1Z = R 2 + ( Lω − 1) ⇒ 2 R 2 = R 2 + ( Lω ) 1Cω 1Cω 1 − 1R = Lω 1Cω Lωr Lωr Lωr ωr fr =Q = = = = 2) ω1 − ω R 1 1 2 f1 − f − 1Lω − 12L(ω 1Cω 1LCω
- 3. شر حش آزمايشش : A L ,R O s c op C ابتد مداري مطابق شكلف شفاره )1( تشكيل می هيم و در مرحله اول اسکوپ رااز ا مدارخارج می کنيم و باتغيي فرکانس مطابق جدول شماره) 1( جريان را در مدار ش از آمپرمت خواندهو جدول راکامل می کنيم. نس را باتوجه بهاینکهمعادل سپ سف باتوجه بهجدول شفاره )1( فرکانس رزونا مقدارماکزیم جریان استف بدستف می آوری سپ سف در این فرکانس که باجریان نسيل دو سر سلفف و خازن رابااستفادهاز 68 mAمعادل استف ، اختلف پتا اسکوپ م اسبه می نایيم .برای این کاریکبار دو سر اسکوپ رابهدو سر خازن نسيل باارتفاعموج ها درو یکبارهم بهدو سر سلفف وصل می کنيم.اختلف پتا براستف که باتوجه بهنوع تقسيم ها تعيي می شود . اسکوپ برا جدولش ششارهش )1( = R (32) Ω 01 02 03 04 54 74 05 25 55 06 07 08 (f (Hz 0 0 0 0 0 5 0 5 0 0 0 0 .72 .04 .85 .17 .25 .42 .01 5.8 7.3 5.1 (I (mA 61 8 5 5 1 5 5 5 5 574= fr 3
- 4. جدول شفاره )2( fr Ir VL VC R VR ϕ 17 55 55 574 2 2 2 2 2 23 06.1 0 VR = I r × R Im = Ir 2 1 − Lω φ = Arc tan Cω R 1 = VL = VC ⇒ Lω 0 = ⇒ tan ϕ = 0 ⇒ ϕ Cω از آنائيکه در فرکان سش 574 هرتز شرايطش تشديد برقرار اس تش داريش : 1 1 X C = X L ⇒ Lω = ⇒ C = 2 1 = Cω Lω ⇒ C ) 0.1H × 4π × (475Hz 2 2 574 × ω = 2π ν = 2π آزماي شش ششارهش )2⇒ C = 1.123µ C ( یک مقاومت 05 اه یف بهنيزه انندآزمایش قبل عمل می کنيمو تنوهادر اینجا صورتف سریف اضافه کرده و جدول شفاره )3( راکامل می کنيم. ش )3(جدولش ششاره = R (32+50) Ω 01 03 02 54 04 05 74 55 25 06 07 08 (f (Hz 0 0 0 0 0 5 0 5 0 0 0 0 7.4 .81 .92 .42 (I (mA 5.2 5 8 5 72 5 82 3 02 51 01 8 =fr 574 4
- 5. جدول شفاره )5( نيم نيم قدرتش ϕ (f (Hz پای قدرتش (I(mA VL ) (V ) VC (V )R (Ω ) VR (V 13 53 54 2.05 23 06.1 2 ش )4( 2 2 2 جدولش ششاره ي =2.05 253( R بال 13 75 32+100) Ω 23 06.1 2 2 2 01 02 03 74 54 04 05 25 55 06 07 (f (Hz 0 0 0 0 0 5 0 5 0 0 0 008 .71 .41 .21 .51 9 (I (mA 3 3.5 8 5 5 81 81 71 2 5 5.7 آزماي شش ششارهش )3( در مدارآزمایش شفاره )1( یک مقاومت 001 اه یف بطور سریف اضافه نوده آزمایش شفاره )1( راتکرارکنيدو جدول شفاره)4( راکامل کنيد. 574 آزمایش شفاره )4( نس تنهظيم می کنيمو سپ سف جریان رادر نيمقدرتجریان رادر فرکانس رزونا ي و بالی آن م اسبه می کنيمو سپ سف فرکانس اسيلتورراروی آن فرکانس پای گذاشته وجدول شفاره )5( راکامل می کنيم. = fr VL −VC = tan ϕ VR I max = 86mA 2 ω r = ω 1ω ضري بش کيفيتش آزماي شش 1 : rad rad 51.3892 = ω 1 = 2π × 442 ⇒ ω r s s rad 5 015 × ω 2 = 2π s
- 6. Lωr 0.1 ×2983.15 Q1 = = = 9.322 R1 32 : 2 ضري بش کيفيتش آزماي شش Lωr 0.1 × 2983.15 Q2 = = = 3.637 R2 82 : 3 ضري بش کيفيتش آزماي شش Lωr 0.1 × 2983.15 Q3 = = = 2.259 R3 132 :مشا سبه خ طا يش آزماي شش 1 1 X C = X L ⇒ Lω = ⇒ C = 2 1 Cω Lω ⇒ C = ⇒ C = 1.123µ C 0.1H × 4π × (475Hz) 2 2 ∆f =10 Hz = 2π ν = 2π × 475 ω L = 0.1H ±0.01 1 1 C= ⇒ L 4π 2 f 2 = ⇒ LnL + 2 Ln 2πf = − ln C Lω 2 C ∆C ∆L ∆f ∆C 10 = +2 ⇒ = 0.01 + 2 = 5.21% C L f C 475 ∆C = 5.21% C C درصد خ طایش ⇒C =1.123 ±0.058 µC Lωr L ω1ω2 2πL f1 f 2 Q= = = R R R 1 LnQ = LnL + ( Lnf1 + Lnf 2 ) − LnR + Ln 2π 2 ∆Q ∆L 1 ∆f ∆f ∆R = + ( + )+ − Q L 2 f1 f2 R 6
- 7. = 5.0+10.0))244/01+) 015/0((+ 200.0 ∆Q خ طا یش ضري بش ⇒ %3.3 ≈ %001× Q کيفيتش عوامل خ طا : - خطاي حاصل ازخواندن اعدادتوسطف آزمایش گر . - خطای اسيلتور، مقاومت ها ،آمپرمتف و سلفف . نصتيجه گيشيش: یش مقاومت مدارپنای منحنی تشدید - بررسی درستی این موضوع که باافزا .یش می یابدو ضریب کيفيت نيزکاهشف می یابدافزا نس در مدارهای RLC - بررسی تشدیدو فرکانس رزونا مفور عمودی: (f( HZمفورافقی :(I(mA نودارآزمایش 1 7
- 8. نودارآزمایش 2 نودارآزمایش 3 8