শ্রেণি RLC: মন্দন ও অনুনাদ
1 · প্রত্যাশা করুন
শ্রেণি RLC বর্তনীতে রোধ, আবেশক ও ধারক থাকে। রোধের মান নির্ধারণ করে বর্তনীর চূড়ান্ত অবস্থায় যাওয়া দোলে (অবমন্দিত) না দোলে না (অতিমন্দিত)। বড় রোধ দোলনকে বেশি না কম সম্ভব করে?
- বড় রোধ দোলনকে বেশি সম্ভব করে।
- রোধ বর্তনী দোলে কি না তা প্রভাবিত করে না, কেবল কত দ্রুত স্থির হয়।
- বড় রোধ দোলন দমন করে — বেশি রোধ মানে প্রতি চক্রে বেশি শক্তি অপসৃত, যেকোনো রিংগিং মন্দ হয়।
2 · প্রস্তুতি
- rlc-series প্রিসেট খুলে রিসেট চাপুন। L = 1 H, C = 0.01 F স্থির; ব্যাটারি দেয় 10 V।
- ধারক-ভোল্টেজ ও আবেশক-প্রবাহ রিডআউট চালু করুন।
- প্রতিটি ট্রায়ালের জন্য রোধকের মান সেট করুন এবং ড্যাম্পিং অনুপাত ζ = R / (2√(L/C)) নির্ণয় করুন।
3 · ডেটা সংগ্রহ করুন
| রোধ R (Ω) | অনুনাদী কম্পাঙ্ক f₀ (Hz) | মন্দন অনুপাত ζ |
|---|---|---|
| 10.00 | ||
| 20.00 | ||
| 40.00 |
প্রতিটি R মানের জন্য আঁকুন ধারক-বিভবের কী আশা করবেন: অতিক্রম করে দোলা (ζ < 1), সবচেয়ে দ্রুত মসৃণ আগমন (ζ = 1), না হলে অতিক্রম ছাড়া ধীরে আগমন (ζ > 1)।
4 · বিশ্লেষণ করুন
- একটি ট্রায়ালের জন্য L = 1 H, C = 0.01 F ব্যবহার করে f₀ = 1/(2π√(LC)) (R-এর উপর নির্ভর করে না বলে প্রতিটি ট্রায়ালে একই), তারপর ζ = R/(2√(L/C)) নির্ণয় করুন। দুটোই সারণির সাথে তুলনা করুন।
- এই বর্তনীর ডিফল্ট R = 20 Ω দেয় ঠিক ζ = 1 — ওই মানে প্লে চালিয়ে দেখুন ধারক-বিভব অতিক্রম না করে সর্বোচ্চ দ্রুতিতে 10 V ছোঁয়। R = 10 Ω-এ (ζ = 0.5) তার বদলে কী দেখার আশা করবেন, ব্যাখ্যা করুন।
5 · বিস্তার করুন
- ζ = 1 ব্যবস্থাগুলো প্রকৌশলে মূল্যবান — যেমন গাড়ির শক-শোষক — কারণ এগুলো কোনো অতিক্রম বা দোলা ছাড়াই দ্রুততমভাবে সাম্যে ফেরে। ζ < 1 শক-শোষক কেমন অস্বস্তিকর, দুলুদুলু যাত্রা দেয় — ব্যাখ্যা করুন।
- অনুনাদ কম্পাঙ্ক f₀ = 1/(2π√(LC)) কেবল L ও C-এর উপর নির্ভর করে, R-এর উপর মোটেই নয় — R কেবল ড্যাম্পিং নিয়ন্ত্রণ করে। ব্যাখ্যা করুন, RLC রেডিও টিউনিং বর্তনী কোন স্টেশনের কম্পাঙ্কে সাড়া দেবে তা বাছত L ও C ব্যবহার করে (R নয়) কেন।
এই পরীক্ষণের পেছনের পদার্থবিজ্ঞান
RLC অনুনাদী কম্পাঙ্ক
শ্রেণি RLC বর্তনীর স্বাভাবিক দোলন কম্পাঙ্ক f₀ = 1/(2π√(LC)), সম্পূর্ণ আবেশ ও ধারকত্ব দিয়ে নির্ধারিত। রোধ R এই কম্পাঙ্ক সরায় না — কেবল দোলন কতটা ক্ষীণ হবে তা নিয়ন্ত্রণ করে।