Nume si prenume:........... Circuite electrice (laborator)

Sgr.:..... I ETC/A

CIRCUITE ELECTRICE IN REGIM SINUSOIDAL

1. Scopul lucrarii este studiul comportarii unui circuit RLC serie, in regim sinusoidal.

2. Consideratii teoretice

Regimul sinusoidal este prezent in producerea, transportul si distributia energiei electrice. La bornele unui circuit electric tensiunea aplicata este sinusoidala si are forma

de asemenea curentul ce se stabileste prin circuit este tot sinusoidal si are forma

unde :    -u, i sunt valorile momentane (instantanee);

- este amplitudinea;

-U, I este valoarea efectiva;

- este faza initiala;

- este pulsatia;

- este defazajul.

Se considera un circuit electric cu schema din figura1, in care rezistenta, bobina si condensatorul sunt elemente ideale de circuit, conectate in serie.

Fig.1 Circuit RLC-serie

Aplicand teorema a II-a a lui Kirchhoff se obtine

in care tensiunile la bornele elementelor de circuit sunt:

Pentru marimile cu variatie sinusoidala in timp, se foloseste avantajos reprezentarea in complex

Astfel relatia (3) devine

in care este impedanta complexa

Valoarea efectiva a curentului este

unde este impedanta circuitului, iar este reactanta circuitului.

Puterea activa primita pe la borne de circuit are expresia

unde

este defazajul dintre tensiune si curent.

Circuitul R, L, C serie se poate afla in 3 situatii:

-cu caracter inductiv daca , curentul fiind defazat in urma tensiunii ();

-cu caracter capacitiv daca, curentul fiind defazat inaintea tensiunii ();

-la rezonanta daca, curentul este in faza cu tensiunea ().

3. Partea experimentala

Se realizeaza montajul cu schema din figura 2, in care se cunosc: U =    V, f = Hz, R = , L, R_L o bobina cu miez de fier, cu N= spire, C= F.

3.1. Mentinand tensiunea de alimentare constanta, se modifica inductivitatea L a bobinei sau capacitatea C a condensatorului, realizandu-se astfel cele trei tipuri de circuite:inductiv, capacitiv,la rezonanta. Marimile masurate se trec in tabelul 1;

Tabelul 1

3.2. Se vizualizeaza pe osciloscop pentru cele 3 cazuri tensiunea la bornele circuitului si curentul prin circuit, determinand defazajul dintre aceste doua marimi;

3.3. Pentru cazul circuitului la rezonanta se vizualizeaza pe osciloscop tensiunea la bornele bobinei si a condensatorului, urmarind defazajul dintre ele;

3.4. Se calculeaza cu relatia (9) puterea activa primita pe la borne de circuit;

3.4. Se reprezinta la scara pe hartie milimetrica diagramele fazoriale in cele trei cazuri;

3.5. Se determina din diagramele fazoriale defazajul in cele trei cazuri si se trec in tabelul 1, la coloana 2, comparandu-le cu cele obtinute la punctul 3.2..

4. Simulare asistata de calculator:

4.1. Se realizeaza circuitul cu schema din figura 2, cu ajutorul programului de simulare MULTISIM, in care elementele de circuit sunt cunoscute.

4.2. Se deschide un nou fisier , caruia i se atribuie un nume.

4.3. Se realizeaza circuitul folosind urmatoarele elementele de circuit: generatorul de semnal, rezistorul, bobina, si condensatorul, precum si aparatele de masura, care vor fi setate pe domeniul de curent alternativ. Se atribuie elementelor de circuit valorile corespunzatoare. Pentru vizualizarea tensiunii si a curentului, in vederea determinarii defazajului si deci a tipului de circuit, se va utiliza un osciloscop cu doua canale.

4.4. Se stabilesc cele trei tipuri de circuite: inductiv, capacitiv si la rezonanta, urmarindu-se pe osciloscop defazajul dintre tensiunea si curentul la bornele circuitului.si se compara cu cele obtinute experimental. La rezonanta se va urmari si defazajul dintre tensiunea la bornele bobinei si tensiunea la bornele condensatorului.

5. Concluzii: