RLC Current Waveform sa Labas ng Resonance
1 · Humula
Off-resonance ang drive ng RLC circuit na ito (sa kalahati ng resonant frequency), kaya may fixed na phase angle na nauuna o nahuhuli ang kuryente sa driving voltage. Ososcylation pa rin ba ang instantaneous na kuryente nang parehong frequency ng drive?
- Hindi — ibang frequency ang ososcylation ng kuryente.
- Oo — sa mismong drive frequency ososcylation ang kuryente, na phase-shifted lang sa boltahe.
- Hindi sinusoidal ang kuryente sa steady state.
2 · Mag-set Up
- Buksan ang rlc-off-resonance preset at pindutin ang I-reset. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, drive ω = 5 rad/s (kalahati ng resonant na ω₀ = 10 rad/s), V₀ = 10 V.
- I-enable ang instantaneous-current readout.
- Basahin ang instantaneous na kuryente sa bawat nakatalang oras.
3 · Mangulekta ng Data
| Oras t (s) | Instantaneous current i(t) (A) |
|---|---|
| 0.10 | |
| 0.30 | |
| 0.60 |
I-plot ang kuryente i(t) (y-axis) laban sa oras t (x-axis) para sa tatlong reading, at i-sketch ang buong cycle para ipakita ang phase lag laban sa sine wave na kapareho ng phase ng drive voltage.
4 · Mag-analisa
- Unahin ang Z = √(R² + X²) at φ = atan2(X, R) kung saan X = ωL − 1/(ωC), gamit ang R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, ω = 5 rad/s (Z = 25 Ω, φ ≈ −0.64 rad). Tapos kalkulahin ang i(t) = (V₀/Z)sin(ωt − φ) gamit ang V₀ = 10 V. Ihambing sa table.
- Negatibo ang phase angle dito, ibig sabihin capacitor-dominated ang circuit sa frequency na ito (sa ibaba ng resonance). Ipaliwanag kung ano ang ibig sabihin ng negatibong φ sa pagitan ng pag-unahan o pagkahuli ng kuryente sa driving voltage.
5 · Palawakin
- Mas maliit ang current amplitude dito (V₀/Z = 10/25 = 0.4 A) kaysa magiging eksakto sa resonance (V₀/R = 10/20 = 0.5 A). Ipaliwanag kung bakit laging mas maliit ang current amplitude ng off-resonance na drive kaysa sa resonance.
- Dahil mas maliit ang current amplitude ng off-resonance na frequency, kumikilos ang RLC circuit bilang natural na frequency filter. Ipaliwanag kung bakit mahina ang tugon ng circuit na ito sa napakataas o napakababang frequency na halo sa resonant frequency nito.