Giáo trình Thí nghiệm mạch điện - Bài 5: Mạch cộng hưởng R - L - C
BAØI 5
MAÏCH COÄNG HÖÔÛNG R - L - C
A. MUÏC ÑÍCH :
Baøi thí nghieäm giuùp sinh vieân hieåu ñöôïc moät soá ñaëc tính ôû maïch coäng
höôûng R - L - C , caùch xaùc ñònh taàn soá coäng höôûng cuûa nhaùnh , xaùc ñònh baêng
thoâng maïch coäng höôûng vaø khaûo saùt daïng caùc tín hieäu trong maïch khi hieän
töôïng coäng höôûng xaûy ra (xem theâm chöông 2 – giaùo trình Maïch Ñieän I ).
B. ÑAËC ÑIEÅM :
ÔÛ moät maïch RLC noái tieáp, trò hieäu duïng caùc ñieän aùp treân caùc phaàn töû
khaùng ôû gaàn coäng höôûng seõ raát lôùn so vôùi ñieän aùp vaøo cuûa maïch . ÔÛ moät maïch
RLC song song thì doøng ñieän qua maéc löôùi LC ôû gaàn coäng höôûng seõ raát lôùn so
vôùi doøng ñieän caáp cho nhaùnh.
Taïi taàn soá coäng höôûng , bieân ñoä tín hieäu ngoõ ra seõ laø cöïc ñaïi. Vaø khoaûng
1
taàn soá , maø ôû ñoù bieân ñoä haøm truyeàn ñaït aùp lôùn hôn
bieân ñoä cöïc ñaïi ,
2
ñöôïc goïi laø baêng thoâng cuûa maïch coäng höôûng (kyù hieäu laø BW) . Heä soá phaåm
chaát Q cuûa maïch coäng höôûng coù theå tính baèng coâng thöùc :
Q = fo /BW
; vôùi fo laø taàn soá coäâng höôûng.
•
Ño leäch pha hai tín hieäu baèng dao ñoäng kyù :
Giaû söû hai tín hieäu ñöa vaøo dao ñoäng kyù ngoõ x vaø y coù bieåu thöùc :
x = asin(ωt )
y = bsin(ωt + ϕ)
Dao ñoäng kyù seõ bieåu dieãn treân maøn hình tín hieäu y ñöôïc queùt theo tín
hieäu x nhö hình 1.5.1 :
Ñeå xaùc ñònh goùc pha ϕ baèng dao ñoäng kyù , ngöôøi ta coù hai caùch ñôn giaûn sau :
•
Caùch 1: ( Duøng ñoà thò Lissajou)
Ta coù theå thaáy raèng , taïi t = 0 thì x = 0 vaø y = Yo
=> bsin (ϕ) = Yo
ÔÛ ñaây b laø giaù trò cöïc ñaïi cuûa tín hieäu y, coù theå xaùc ñònh treân
hình vaø Yo cuõng töông töï. Nhö vaäy goùc leäch pha seõ ñöôïc tìm töø :
=> sin(ϕ) = Yo / b
- Trang 23 -
sin(ϕ) = Yo / b
Phöông phaùp naøy roõ raøng ñôn giaûn , nhöng thöïc ra noù chæ
höõu hieäu cho caùc giaù trò goùc pha ϕ nhoû. Khi ñoù sin(ϕ) thay ñoåi
nhanh theo ϕ (ϕ nhoû hôn hay baèng 45o) . Coøn vôùi caùc giaù trò ϕ
gaàn baèng 90o thì trò sin(ϕ) thay ñoåi raát chaäm , vaø ñoä chính xaùc seõ
giaûm.
•
Caùch 2: ( Duøng dao ñoäng kyù so pha )
Roõ raøng chuùng ta coù theå cho cuøng luùc hai tín hieäu vaøo dao ñoäng
kyù (choïn MODE cuûa taàng queùt doïc laø DUAL hay CHOP ) vaø so
pha döïa vaøo caùc thoâng soá ñoïc ñöôïc treân maøn hình . Caùch naøy
coøn cho ta thaáy ñöôïc söï nhanh hoaëc chaäm pha cuûa hai tín hieäu.
(Xem laïi phaàn c) cuûa Baøi thí nghieäm soá 1 , coâng thöùc vaø hình veõ
1.1.15).
C. PHAÀN THÍ NGHIEÄM :
I. Maïch R - L - C noái tieáp :
Thöïc hieän moät maïch nhö hình veõ 1.5.2 , choïn RS cho maïch noái tieáp. Sô ñoà keát
noái caùc thieát bò coù theå tham khaûo treân hình 1.5.3.
1) Cho taàn soá f thay ñoåi töø 100 Hz ñeán 5 KHz ( Löu yù : Trong caùc thao taùc
thí nghieäm tieáp theo sau trong caû baøi thöïc haønh naøy , öùng vôùi moãi taàn soá
cuûa Vin khi thay ñoåi , ta phaûi ñieàu chænh laïi bieân ñoä tín hieäu ra cuûa maùy phaùt
- Trang 24 -
soùng (cuõng laø tín hieäu vaøo Vin cuûa maïch ) ñeå giöõ coá ñònh laø 2 V , bôûi vì khi
thay ñoåi taàn soá maùy phaùt , bieân ñoä cuûa tín hieäu ra cuûa noù cuõng thöôøng bò
thay ñoåi theo ) , vôùi khoaûng 10 giaù trò , ño trò hieäu duïng Vout (baèng VOM)
vaø veõ daïng soùng Vout(f).
2) Xaùc ñònh taàn soá coäng höôûng cuûa maïch fo baèng caùch so pha hai tín hieäu vaøo
vaø ra baèng dao ñoäng kyù theo maïch hình 1.5.4 ? ( HD: Cho f thay ñoåi baét
ñaàu töø 100Hz , choïn VER MODE cuûa dao ñoäng kyù laø DUAL hay CHOP ,
vaø thöïc hieän keát noái thieát bò thí nghieäm nhö hình 1.5.5 ).
- Trang 25 -
3) Xaùc ñònh baêng thoâng maïch coäng höôûng baèng caùch ño f1 vaø f2 . Töø ñoù xaùc
ñònh :
BW = f2 - f1
1
vôùi f1 vaø f2 laø caùc taàn soá maø ôû ñoù ñieän aùp treân Rs baèng
giaù trò taïi
2
coäng höôûng .
Xaùc ñònh heä soá phaåm chaát Q ?
4) Ño trò hieäu duïng ñieän aùp treân tuï khi taàn soá f thay ñoåi töø fo/3 ñeán 3fo , vôùi
khoaûng 10 giaù trò. Veõ ñoà thò Uc(f) ?
II. Maïch R vaø L - C song song :
Thöïc hieän maïch thí nghieäm nhö hình 1.5.6 , choïn RS duøng cho maïch
coäng höôûng song song.
- Trang 26 -
1) Cho taàn soá f thay ñoåi töø 100 Hz ñeán 5 KHz ( öùng vôùi moãi taàn soá cuûa Vin
khi thay ñoåi , ta phaûi ñieàu chænh laïi bieân ñoä tín hieäu vaøo ñeå giöõ coá ñònh laø 2
V ) , vôùi khoaûng 10 giaù trò . Ño trò hieäu duïng Vout vaø veõ daïng soùng Vout(f).
2) Xaùc ñònh taàn soá coäng höôûng fo cuûa maïch baèng caùch so pha hai tín hieäu vaøo
vaø ra baèng dao ñoäng kyù ?
3) Xaùc ñònh baêng thoâng maïch coäng höôûng baèng caùch ño f1 vaø f2 . Töø ñoù xaùc
ñònh :
BW = f2 - f1
4) Duøng dao ñoäng kyù , ñöa ngoõ ra maùy phaùt soùng Vin vaøo truïc x , ngoõ ra Vout
cuûa maïch vaøo truïc y, ñeå ño ñoä leäch pha cuûa Vout vaø Vin taïi caùc ñieåm nöûa
coâng suaát (taïi f2 ø vaø f1 ) ? So saùnh vôùi giaù trò lyù thuyeát ?
D. DUÏNG CUÏ THÍ NGHIEÄM:
- Multimeter.
- Dao ñoäng kyù .
- Maùy phaùt soùng
- Baûng maïch thí nghieäm.
- Daây noái.
--------------------------------------------
- Trang 27 -
5 trang
20820
Free
Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình Thí nghiệm mạch điện - Bài 5: Mạch cộng hưởng R - L - C", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_thi_nghiem_mach_dien_bai_5_mach_cong_huong_r_l_c.pdf
