K úloze č. 6 RLC prvky v obvodu střídavého proudu:
k Úkolu 2:
Jelikož nemáme k dispozici osciloskop se dvěma galvanicky oddělenými vertikálními kanály (jak
předpokládá návod k úloze), použijte k měření v Úkolu 2. zapojení a postup uvedený na stranách
2 a 3 souboru https://physics.fme.vutbr.cz/~mcerny/BF/labiny/RLC.pdf . Do protokolu vložte
fotografie obrazovky, které popište a použijte k výpočtům L a C pro 5 různých frekvencí.
Při měření fázové rozdílu můžeme postupovat takto:
1. na oscilu BM366A (starý dvoukanálový osciloskop asi z roku 1991) nejdříve prověříme
zobrazením signálu z generátoru NG1.81 (obdobné stáří), že oba y kanály jsou funkční,
použijeme např. časovou základnu A. Když je vše OK, dostaneme na obrazovce průběh
střídavého napětí zvolené frekvence v podobě sinusového průběhu (je-li generátor přepnut
na sinus).
2. oscilo přepneme na volbu X-Y, tím se situace změní, nyní přístroj funguje tak, že funkce
svislého zesilovače zůstala zachována. Na vodorovné ose x však nyní neběží časová základna,
ale zesilovač x obdobně jako y zobrazuje průběh napětí přivedeného na vstup X osciloskopu.
3. po přepnutí na X-Y si funkci odzkoušíme: přivedeme signál z generátoru na Y vstup – na
obrazovce dostaneme svislou úsečku, která ve svislé ose, tj, na přímce, zobrazuje okamžité
výchylky signálu přivedeného z generátoru. Pokud zvolíme pro pochopení funkce přístroje
frekvenci signálu z generátoru např. frekvenci 1 Hz, vstup Y přepneme na stejnosměrný (1 Hz
už je na střídavý signál málo), vidíme na obrazovce svítící bod vykonávající harmonické kmity
s frekvencí 1 Hz ve svislé ose (amplituda kmitů odpovídá amplitudě signálu z generátoru).
Totéž uvidíme, jestliže přihodíme vstup z generátoru na vstup B (tj. X) osciloskopu.
4. nyní vraťme vstup z oscilo na vstup A (tj. Y), f=1 Hz ponecháme. Volič funkce přepneme na A
a nyní uvidíme časový rozvoj původně svislých harmonických kmitů v čase – frekvenci časové
základny zvolíme 0,2s/div. Vzhledem k dosvitu obrazovky vidíme i části sinusovky
odpovídající době dosvitu obrazovky. V tuto chvíli to funguje tak, že elektronika osciloskopu
svítící bod posouvá rovnoměrně přímočaře podél x s rychlostí, která je uvedena u přepínače
rychlosti časové základny, nyní je to zvolených 0,2s/div (division = dílek). Budeme-li chtít
vidět stále svítící sinusovku, zobrazující průběh napětí na svislé ose, stačí zvýšit rychlost
přeběhu bodu po X, tj. dát kratší dobu proběhu jednoho dílku, zvolme např. 2ms/div a na
generátoru f=100 Hz.
5. vraťme se k úloze, funkcím osciloskopu už rozumíme. Na generátoru nastavíme f=5kHz sinus.
Oscilo přepnut na X-Y, na vstupech A i B citlivost 0,2V/div. Připojením signálu z generátoru na
X dostaneme svítící úsečku v ose x o délce 4div (nastavením amplitudy výstupu z G), obdobně
na ose Y (vstup A) svítící úsečku rovněž o délce 4div. Tím je vše připraveno a funkční.
6. zapojíme schéma dle obrázku níže:
Obrázek je přímo převzat z url viz výše.
7. vše zapojíme přesně podle obrázku, tj. zejména neživé konce (to bývá banánek se studenou
barvou, tj. zelenou nebo modrou) a živé konce (banánek červené barvy) všech vodičů.
8. fázový posun mezi napětím a proudem stanovíme užitím návodu níže (opět převzato
z materiálu viz url výše):
Měření fázového posunu proveďte pro R=50 ohmů, C=150 nF (obojí jmenovité hodnoty,
přesné změřit) v rozsahu frekvencí f=5 kHz – 30 kHz a poté dle úkolu nakreslete graf
závislosti impedance obvodu na frekvenci.
Analogicky totéž pro cívku L= 5,6 mH (orientační hodnota, přesnou změřit) v intervalu
f= 2 kHz – 20 kHz.
Ilustrační foto k měření fázového posuvu.
k Úkolu 3:
V protokolu samozřejmě budou i vektorové diagramy pro RC a RL.