Амплитуда на тока в RLC по честоти (свързано с Вериги)

1 · Предскажи

Този експеримент ползва точно същите стойности R, L, C като експеримента RLC последователно, разгледани тук като векторна/AC задача вместо като преходен процес при включване. Докато местиш честотата на задвижване далеч от резонанса и в двете посоки, намалява ли амплитудата на тока винаги?

2 · Постановка

  1. Отвори настройката RLC във вериги и натисни Нулирай. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, V₀ = 10 V — идентични на компонентите на експеримента RLC последователно.
  2. Включи показанието за амплитуда на тока.
  3. Задай ъгловата честота на задвижване за всеки опит (като кратно на ω₀ = 10 rad/s) и запиши пиковата амплитуда на тока.

3 · Събери данни

Честота на възбуждане ω (rad/s)Амплитуда на пиковия ток I_peak (A)
5.00
10.00
20.00

Чертай пиковия ток I_peak (ос y) спрямо честотата на задвижване ω (ос x) за трите си опита. Седи ли пикът точно на ω₀?

4 · Анализирай

  1. За един опит изчисли Z = √(R² + (ωL − 1/(ωC))²) с R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, после I_peak = V₀/Z с V₀ = 10 V. Сравни с таблицата.
  2. Потвърди, че двата ти извънрезонансни опита (под и над ω₀) дават равна амплитуда на тока, когато са на равно разстояние от резонанса в този конкретен случай. Обясни защо амплитудата на тока върху точно на ω₀ и пада симетрично на логаритмична честотна скала.

5 · Надгради

  1. Експериментът RLC последователно показва отговора на стъпка на същия хардуер (преходен процес при включване) към постоянна батерия 10 V, не синусоидално задвижване. Обясни защо „импеданс“ и „резонанс“ са концепции за AC установено състояние, които не се прилагат директно към този DC сценарий при включване.
  2. Колко рязко пада амплитудата на тока далеч от резонанса се описва с „добротата“ Q = ω₀L/R на веригата. С R = 20 Ω, L = 1 H, ω₀ = 10 rad/s на тази верига изчисли Q и обясни дали тази верига има остър или широк резонансен пик.

← Назад към експеримента

Електромагнетизъм

138 безплатни работни листа по физика за печат