RLC Impedance laban sa Drive Frequency: Paghanap ng Resonance

1 · Humula

Ang series RLC circuit ay pinapatakbo ng AC source na nagbabago ng frequency. Umabot ba sa minimum ang kabuuang pagsalungat ng circuit sa kuryente (impedance) sa isang partikular na frequency?

• Umabot ang impedance sa maximum sa isang frequency.
• Hindi nakadepende sa drive frequency ang impedance.
• Oo — umabot ang impedance sa minimum (katumbas ng R lang) sa resonant frequency na ω₀ = 1/√(LC).

2 · Mag-set Up

1. Buksan ang rlc-resonance preset at pindutin ang I-reset. Nakapirmi ang R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F (pareho sa kaugnay na rlc-series circuit experiment).
2. I-enable ang impedance at phase-angle readout.
3. Itakda ang drive angular frequency sa bawat trial (bilang multiple ng ω₀ = 1/√(LC) = 10 rad/s) at itala ang impedance.

3 · Mangulekta ng Data

I-plot ang impedance Z (y-axis) laban sa drive frequency ω (x-axis) para sa tatlong trial. Nasaan ang minimum?

4 · Mag-analisa

1. Para sa isang trial, kalkulahin ang reactance X = ωL − 1/(ωC), tapos ang Z = √(R² + X²) at φ = atan2(X, R), gamit ang R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F. Ihambing ang dalawa sa table.
2. Sa ω = ω₀ = 10 rad/s, kumpirmahing eksakto ang Z = R at φ = 0. Ipaliwanag kung bakit eksaktong nagka-cancel ang inductive reactance ωL at capacitive reactance 1/(ωC) sa resonance, na nag-iiwan lang ng pagsalungat ng resistor.

5 · Palawakin

1. kung saan bumabagsak ang impedance at umaakyat sa rurok ang kuryente — at signal
2. Negatibo ang phase angle φ sa ibaba ng resonance at positibo sa itaas. Ipaliwanag, gamit ang reactance formula na X = ωL − 1/(ωC), kung bakit pinapadominar ng mababang frequency ang capacitor (negatibong X) habang pinapadominar ng mataas na frequency ang inductor (positibong X).

← Bumalik sa experiment

138 Libreng Napi-print na Physics Lab Worksheet