tutkielma.pdf, 350 kB - Helsinki.fi

5.10 Resonanssi vaihtovirtapiirissäLuvut 5.10 - 5.12 muodostavat kokonaisuuden, jossa hahmotetaan käsitteiden sähköinenvärähtely ja sähkömagneettinen aaltoliike merkityksiä. Samalla syvennetään virtapiirinreaktanssin ymmärtämistä.Kytketään vastus, kondensaattori, käämi ja vaihtovirtamittari sarjaan vaihtojännitelähteeseen,jonka taajuutta voi säätää (kuva 5.10.1.). Pidetään jännitteen tehollinen arvovakiona ja vaihdellaan taajuutta. Merkitään muistiin virran suuruus taajuuden funktionaja määritetään taajuus, jolla virta on suurimmillaan. Tätä taajuutta sanotaan piirin resonanssitaajuudeksi.Vaihdellaan piirin komponentteja ja tutkitaan miten se vaikuttaa virtamaksiminterävyyteen ja resonanssitaajuuteen. [2, s. 81; 8, s. 114]RCL~AKuva 5.10.1Koejärjestelyn testauksessa käytetyt komponentit ja määritetyt resonanssitaajuudet onesitetty alla olevassa taulukossa.vastus käämi kondensaattori resonanssitaajuusvirranmaksimiarvo220 Ω 600 r0,1 µF 660 … 670 Hz 2,45 mA2,5 Ω9 mHrautasydän220 Ω 600 r0,1 µF 5200 … 5250 Hz 4,5 mA2,5 Ω9 mHilman rautasydäntä220 Ω 600 r0,22 µF 1000 … 1050 Hz 1,9 mA2,5 Ω9 mHrautasydän220 Ω 600 r2,5 Ω9 mHilman rautasydäntä0,22 µF 3500 … 3550 Hz 4,5 mAHavaintojen mukaan maksimin terävyys riippuu piirin komponenteista. Lisäksi kullakinpiirillä on juuri sille ominainen resonanssitaajuus.Käsitteen resonanssitaajuus merkitys käy selvemmäksi, kun tutkitaan oskilloskoopin taimittaustietokoneen avulla, kuinka RCL-piirin napajännitteen ja sähkövirran vaihe-eroriippuu vaihtojännitteen taajuudesta (kuva 5.10.2.). Tällöin havaitaan, että resonanssitaajuudellapiirin sähkövirta on samassa vaiheessa kuin napajännite.45