Problem z doświadczeniem - rezonans

Awatar użytkownika
mdd
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 1897
Rejestracja: 14 kwie 2013, o 10:58
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 2 razy
Pomógł: 512 razy

Problem z doświadczeniem - rezonans

Post autor: mdd »

Mondo pisze:Chodziło mi o to, ze jeżeli wstawiam do jakiegokolwiek równania napięcia L lub R lub nawet zasilania to ich wartości musza być chwilowe, a to gwarantuje tylko nałożenie na siebie przebiegów na oscyloskopie. Zgadza sie?
Ok, teraz "zatrybiłem". Tak, masz rację. Trzeba wykorzystać dwa kanały (lub więcej) oscyloskopu i wykorzystać kursor pionowy, który ułatwi odczyt wartości sygnałów w tej samej chwili.
Mondo pisze:Podobnie, czy obecność rezystancji wlasnej cewki wplywa na roznice w fazie? Z moich wykresow wynika ze tak.Obrazuje to wykres a w wcześniejszym poscie, gdzie napięcie wypadkowe na L jest wypadkowa napiecia rezytsancji wew oraz reaktancji wlasnej L. Czy dobrze to rozumiem?
No tak. Wpływ ten będzie tym większy, im mniejsza będzie częstotliwość napięcia zasilającego Twój dwójnik.
Mondo
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 490
Rejestracja: 11 sty 2011, o 19:54
Płeć: Mężczyzna
Podziękował: 261 razy
Pomógł: 7 razy

Problem z doświadczeniem - rezonans

Post autor: Mondo »

Natomiast dla rzeczywistej cewki, takiej w której uwzględniamy jej wewnetrzną rezystancję, zapisujemy jej impedancję jako:

\(\displaystyle{ Z_{L} = R_{L} + X_{L}}\)
gdzie: \(\displaystyle{ R_{L}}\) to właśnie rezystancj własna cewki, a \(\displaystyle{ X_{L}}\) jest jej reaktancją

czyli impedancja dwójnika RL -> \(\displaystyle{ Z = R + j(\omega L + R_{L})}\)
ale czy nie powinniśmy impedancji samej cewki tez zapisać wektorowo? Jeden wektor to jej wew \(\displaystyle{ R}\)a drugi to \(\displaystyle{ X_{L}}\)?

mdd pisze:To znaczy, że impedancje cewki i rezystora są takie same. Wynika to z tego, że płynie przez nie ten sam prąd. Jeśli zastosujesz to spostrzeżenie do cewki, której rezystancji nie można zaniedbać, to otrzymamy proste równanie:

\(\displaystyle{ R_{L}^{2}+\left( \omega L\right)^{2} =R^{2}, \qquad \omega=2\pi f}\)
Hmm skad ten wzór? Skąd kwadraty w każdym wyrazie? Wydaje mi sie ze nie bierze tez pod uwagę tej rezystancji własnej cewki.

Czemu nei wyliczyc tego po prostu z wzoru:

\(\displaystyle{ R = R_{L} + \omega L}\)

wtedy
\(\displaystyle{ L = \frac{R - R_{L}}{\omega}}\)

I dla takiego \(\displaystyle{ \omega}\), dla którego \(\displaystyle{ R = Z_{L}}\) podstawiamy po prostu.
Awatar użytkownika
mdd
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 1897
Rejestracja: 14 kwie 2013, o 10:58
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 2 razy
Pomógł: 512 razy

Problem z doświadczeniem - rezonans

Post autor: mdd »

Mondo pisze:Natomiast dla rzeczywistej cewki, takiej w której uwzględniamy jej wewnetrzną rezystancję, zapisujemy jej impedancję jako:

\(\displaystyle{ Z_{L} = R_{L} + X_{L}}\)
gdzie: \(\displaystyle{ R_{L}}\) to właśnie rezystancja własna cewki, a \(\displaystyle{ X_{L}}\) jest jej reaktancją

czyli impedancja dwójnika RL -> \(\displaystyle{ Z = R + j(\omega L + R_{L})}\)
Nie wolno dodawać rezystancji do reaktancji!
Mondo pisze:ale czy nie powinniśmy impedancji samej cewki tez zapisać wektorowo? Jeden wektor to jej wew \(\displaystyle{ R}\)a drugi to \(\displaystyle{ X_{L}}\)?
Dziwnych sformułowań używasz. Ciężko się domyślić o co Ci chodzi. Moja odpowiedź: tak, do obliczania impedancji cewki należy użyć metody symbolicznej. Nie można tak po prostu dodawać rezystancji do reaktancji. Podstawy podstaw się kłaniają!

\(\displaystyle{ \underline{Z}_{L}=R_{L}+jX_{L}, \quad Z_{L}=\left| \underline{Z}_{L}\right| =\sqrt{{R_{L}}^{2}+{X_{L}}^{2}} \\ \\
\underline{Z}=R+\underline{Z}_{L}=R+R_{L}+jX_{L}, \quad Z=\left|\underline{Z} \right| =\sqrt{\left( R+R_{L}\right) ^{2}+{X_{L}}^{2}}}\)

Mondo pisze:
mdd pisze: \(\displaystyle{ R_{L}^{2}+\left( \omega L\right)^{2} =R^{2}, \qquad \omega=2\pi f}\)
Hmm skad ten wzór? Skąd kwadraty w każdym wyrazie?
A skąd się biorą kwadraty we wzorze na impedancję dwójnika RL?
Mondo
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 490
Rejestracja: 11 sty 2011, o 19:54
Płeć: Mężczyzna
Podziękował: 261 razy
Pomógł: 7 razy

Problem z doświadczeniem - rezonans

Post autor: Mondo »

mdd pisze:
Mondo pisze:
mdd pisze: \(\displaystyle{ R_{L}^{2}+\left( \omega L\right)^{2} =R^{2}, \qquad \omega=2\pi f}\)
Hmm skad ten wzór? Skąd kwadraty w każdym wyrazie?
A skąd się biorą kwadraty we wzorze na impedancję dwójnika RL?
Okay, wiem jakie jest pochodzenie tego wzoru:

Kod: Zaznacz cały

http://wstaw.org/w/4PQw/


Na powyższym schemacie \(\displaystyle{ Z_{T}}\) - impedancja całkowita dwójnika, \(\displaystyle{ Z_{L}}\) - impedancja cewki, \(\displaystyle{ R_{L}}\) - rezystancja wlasna cewki, \(\displaystyle{ R}\) rezystancja

Wyznaczając impedancję cewki \(\displaystyle{ Z_{L}}\):

\(\displaystyle{ Z_{L} = \sqrt{R_{L}^2 + X_{L}^2}\)

i teraz skoro dla pewnej częstotliwości widzimy równe napięcia na R oraz L to:

\(\displaystyle{ R = \sqrt{R_{L}^2 + X_{L}^2}\)
\(\displaystyle{ R^2 =R_{L}^2 + X_{L}^2}\)

Koniec genezy wzoru o który pytałem, zgadza się?

Postanowiłem przeprowadzić analizę tego dwójnika, prosiłbym o sprawdzenie.
Napięcie zasilania w dziedzinie czasu - \(\displaystyle{ V_{s} = 4sin \left( \omega t \right)}\)
Napięcie zasilania w dziedzinie fazowej- \(\displaystyle{ V_{s} = 4\angle{-90}}\)
Impedancja całkowita (\(\displaystyle{ Z_{T}}\) na wykresie powyżej)
\(\displaystyle{ Z_{T} = \sqrt{ \left( R+R_{L} \right) ^2+ \left( X_{L} \right) ^2}}\)
Teraz podstawiając dane: \(\displaystyle{ R= 200}\),\(\displaystyle{ R_{L}= 100}\),\(\displaystyle{ F = 50}\)Hz, \(\displaystyle{ L= 0.1}\)H
\(\displaystyle{ | Z| = \sqrt{ \left( 200+100 \right) ^2+ \left( 2 \cdot \pi \cdot 50 \cdot 0.1 \right) ^2} = 301.6}\)
\(\displaystyle{ \phi_{z} = arctg \left( \frac{X_{L}}{R_{L}} \right) = 5,97^\circ}\)
\(\displaystyle{ Z_{T} = 301.6 \angle 5,97^\circ}\)

Prąd w obwodzie
\(\displaystyle{ I = \frac{V_{s}}{Z_{T}}}\)
\(\displaystyle{ I = \frac{4\angle{-90}}{01.6 \angle 5,97} = 0.013\angle -90 - 5,97}\)
\(\displaystyle{ I = 0.013\angle-95,978}\)

Napięcia na R oraz L

\(\displaystyle{ V_{R} = IR = 0.013\angle-95,978 \cdot 200 = 2.6 \angle-95,978}\) V
\(\displaystyle{ V_{L} = IZ_{L}}\)
\(\displaystyle{ |Z_{L}| = \sqrt{ \left( 100 \right) ^2+ \left( 2 \cdot \pi \cdot 50 \cdot 0.1 \right) ^2} = 104.8}\)
\(\displaystyle{ \phi_{z_{L}} = \arctg \left( \frac{X_{L}}{R_{L}} \right) =\arctg \left( \frac{2 \cdot \pi \cdot 50 \cdot 0.1}{100} \right)}\)
\(\displaystyle{ \phi_{z_{L} = 17.44^\circ}}\)
\(\displaystyle{ Z_{L} =104.8 \angle 17.44}\)
teraz wracajac do napięcia na cewce:
\(\displaystyle{ V_{L} = IZ_{L} = 0.013\angle-95,978 \cdot 104.8 \angle 17.44 = 1.352 \angle -78}\)

I tutaj jest problem bo prąd i napięcie na cewce powinny być przesunięte w fazie o 90 stopni a z moich obliczeń tego nie widać. Gdzie popełniłem błąd?

Dziękuję
Ostatnio zmieniony 15 kwie 2018, o 16:58 przez Jan Kraszewski, łącznie zmieniany 1 raz.
Powód: Poprawa wiadomości. Symbol mnożenia to \cdot.
Awatar użytkownika
mdd
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 1897
Rejestracja: 14 kwie 2013, o 10:58
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 2 razy
Pomógł: 512 razy

Problem z doświadczeniem - rezonans

Post autor: mdd »

Mondo pisze:Koniec genezy wzoru o który pytałem, zgadza się?
Jest dobrze.

Mondo pisze:Impedancja całkowita (\(\displaystyle{ Z_{T}}\) na wykresie powyżej)
\(\displaystyle{ Z_{T} = \sqrt{ \left( R+R_{L} \right) ^2+ \left( X_{L} \right) ^2}}\)
Teraz podstawiając dane: \(\displaystyle{ R= 200}\),\(\displaystyle{ R_{L}= 100}\),\(\displaystyle{ F = 50}\)Hz, \(\displaystyle{ L= 0.1}\)H
\(\displaystyle{ | Z| = \sqrt{ \left( 200+100 \right) ^2+ \left( 2 \cdot \pi \cdot 50 \cdot 0.1 \right) ^2} = 301.6}\)
Jesteś niekonsekwentny, raz piszesz \(\displaystyle{ Z_{T}}\), innym razem \(\displaystyle{ | Z|}\)!
Jeszcze jednostki trzeba pisać. Dlaczego uparłeś się na wielką literę F?
Mondo pisze:\(\displaystyle{ \phi_{z} = \arctg \left( \frac{X_{L}}{R_{L}} \right) = 5,97^\circ}\)
\(\displaystyle{ \phi_{z} = \arctg \left( \frac{X_{L}}{R_{L}+R} \right)}\)
Mondo pisze: Prąd w obwodzie
\(\displaystyle{ I = \frac{V_{s}}{Z_{T}}}\)
\(\displaystyle{ I = \frac{4\angle{-90}}{01.6 \angle 5,97} = 0.013\angle -90 - 5,97}\)
\(\displaystyle{ I = 0.013\angle-95,978}\)
Jak Ty tę wielkość nazywasz? Ja słyszałem o: wartościach skutecznych, wartościach skutecznych zespolonych, amplitudach zespolonych. Skąd taka notacja? Jakaś "hamerykanska" pewnie? Liczb zespolonych nie wolisz? A gdzie jednostki? No i "kółeczek" brakuje!
Mondo pisze:Napięcia na R oraz L

\(\displaystyle{ V_{R} = IR = 0.013\angle-95,978 \cdot 200 = 2.6 \angle-95,978}\) V
\(\displaystyle{ V_{L} = IZ_{L}}\)
\(\displaystyle{ |Z_{L}| = \sqrt{ \left( 100 \right) ^2+ \left( 2 \cdot \pi \cdot 50 \cdot 0.1 \right) ^2} = 104.8}\)
\(\displaystyle{ \phi_{z_{L}} = \arctg \left( \frac{X_{L}}{R_{L}} \right) =\arctg \left( \frac{2 \cdot \pi \cdot 50 \cdot 0.1}{100} \right)}\)
\(\displaystyle{ \phi_{z_{L} = 17.44^\circ}}\)
\(\displaystyle{ Z_{L} =104.8 \angle 17.44}\)
teraz wracajac do napięcia na cewce:
\(\displaystyle{ V_{L} = IZ_{L} = 0.013\angle-95,978 \cdot 104.8 \angle 17.44 = 1.352 \angle -78}\)

I tutaj jest problem bo prąd i napięcie na cewce powinny być przesunięte w fazie o 90 stopni a z moich obliczeń tego nie widać. Gdzie popełniłem błąd?
Czy nawet na cewce nieidealnej tak jest?
Mondo
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 490
Rejestracja: 11 sty 2011, o 19:54
Płeć: Mężczyzna
Podziękował: 261 razy
Pomógł: 7 razy

Problem z doświadczeniem - rezonans

Post autor: Mondo »

Mondo pisze: \(\displaystyle{ \phi_{z} = \arctg \left( \frac{X_{L}}{R_{L}} \right) = 5,97^\circ}\)
mdd pisze:\(\displaystyle{ \phi_{z} = \arctg \left( \frac{X_{L}}{R_{L}+R} \right)}\)
Tak tak zgadza się, zapomniałem dopisać po prostu, wynik jest ok.
mdd pisze:Mondo napisał(a):
Prąd w obwodzie
mondo pisze:\(\displaystyle{ I = 0.013\angle-95,978}\)
mdd pisze:Jak Ty tę wielkość nazywasz? Ja słyszałem o: wartościach skutecznych, wartościach skutecznych zespolonych, amplitudach zespolonych. Skąd taka notacja? Jakaś "hamerykanska" pewnie? Liczb zespolonych nie wolisz? A gdzie jednostki? No i "kółeczek" brakuje!
Heh no tak, w Polsce rzadko ją spotykam. Książka którą czytam definiuje je jako "Phasors", gdybym się miał podjąć tłumaczenia na polski to być może były by to "Fazory"?
Dosyć wygodnie się nimi operuje bo jeśli mamy liczę zespoloną \(\displaystyle{ z = r + jx}\) to jej phasor przyjmuje postać \(\displaystyle{ z = r\angle \phi}\) gdzie \(\displaystyle{ r = \sqrt{x^2 + y^2}}\)
\(\displaystyle{ \phi = \tam^-1 \frac{y}{x}}\)
mdd pisze:Czy nawet na cewce nieidealnej tak jest?
No właśnie tylko na nieidalnej tak jest. Jeśli w moich obliczeniach zaniecham brania pod uwagę tej rezystancji wlasnej cewki, czyli innymi slowy potraktuje ja jako "idealną" to bedę miał fazę proądu = -98,927 a fazę napięcia na cewce = 8,927. Tak więc różnica w fazie jest 90 stopni - jest OK.
Ostatnio zmieniony 16 kwie 2018, o 19:51 przez Jan Kraszewski, łącznie zmieniany 1 raz.
Powód: Poprawa wiadomości: w Polsce rzadko.
Awatar użytkownika
mdd
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 1897
Rejestracja: 14 kwie 2013, o 10:58
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 2 razy
Pomógł: 512 razy

Problem z doświadczeniem - rezonans

Post autor: mdd »

Mondo pisze:Dosyć wygodnie się nimi operuje bo jeśli mamy liczę zespoloną \(\displaystyle{ z = r + jx}\) to jej phasor przyjmuje postać \(\displaystyle{ z = r\angle \phi}\) gdzie \(\displaystyle{ r = \sqrt{x^2 + y^2}}\)
\(\displaystyle{ \phi = \tan^{-1} \frac{y}{x}}\)
No, chyba nie bardzo. Z tego co zauważyłem, to jeśli mamy liczę zespoloną \(\displaystyle{ z = x + jy}\) to jej "phasor" przyjmuje postać \(\displaystyle{ z = r\angle \phi}\) gdzie \(\displaystyle{ r = \sqrt{x^2 + y^2}}\)
\(\displaystyle{ \phi = \tan^{-1} \frac{y}{x}}\)

Ale to pośpiech sprawił, że napisałeś to, co napisałeś.
ODPOWIEDZ