आरएलसी धारा तरंग अनुनाद से दूर
1 · भविष्यवाणी
यह आरएलसी परिपथ off-resonance (इसकी गुंजयमान आवृत्ति के आधे पर) संचालित होता है, इसलिए इसका करंट एक निश्चित चरण कोण द्वारा ड्राइविंग वोल्टेज से पिछड़ जाता है या आगे बढ़ जाता है। क्या तात्कालिक धारा अभी भी ड्राइव के समान आवृत्ति पर साइनसॉइडल रूप से दोलन करती है?
- नहीं - धारा ड्राइव से भिन्न आवृत्ति पर दोलन करती है।
- हाँ - करंट सटीक ड्राइव आवृत्ति पर दोलन करता है, वोल्टेज के सापेक्ष बस phase-shifted।
- स्थिर अवस्था में धारा बिल्कुल भी साइनसोइडल नहीं होती है।
2 · सेट अप
- rlc-off-resonance प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। आर = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, ड्राइव ω = 5 rad/s (आधा गुंजयमान ω₀ = 10 rad/s), V₀ = 10 वी.
- instantaneous-current रीडआउट सक्षम करें।
- प्रत्येक सूचीबद्ध समय पर तात्कालिक धारा पढ़ें।
3 · डेटा एकत्रित करें
| समय टी (s) | तात्क्षणिक धारा i(t) (A) |
|---|---|
| 0.10 | |
| 0.30 | |
| 0.60 |
अपने तीन रीडिंग के लिए समय t (x-अक्ष) के विरुद्ध वर्तमान i(t) (y-अक्ष) को प्लॉट करें, और ड्राइव वोल्टेज के साथ चरण में साइन तरंग के सापेक्ष चरण अंतराल को दिखाने के लिए एक पूर्ण चक्र को स्केच करें।
4 · विश्लेषण करें
- पहले Z = √(R² + X²) और φ = atan2(X, R) की गणना करें, जहाँ X = ωL − 1/(ωC), R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, ω = 5 rad/s (जिससे Z = 25 Ω, φ ≈ −0.64 rad मिलता है)। फिर V₀ = 10 V का उपयोग करते हुए i(t) = (V₀/Z)sin(ωt − φ) की गणना करें। तालिका से तुलना करें।
- यहाँ चरण कोण ऋणात्मक है, जिसका अर्थ है कि इस आवृत्ति (अनुनाद के नीचे) पर परिपथ capacitor-dominated है। बताएं कि नकारात्मक φ का क्या मतलब है कि करंट ड्राइविंग वोल्टेज की ओर जाता है या पीछे।
5 · विस्तार
- यहाँ वर्तमान आयाम (V₀/Z = 10 /25 = 0.4 A) अनुनाद (V₀/R = 10 /20 = 0.5 A) से छोटा है। समझाएं कि क्यों RLC परिपथ off-resonance को चलाने से अनुनाद पर चलाने की तुलना में धारा का आयाम हमेशा छोटा होता है।
- क्योंकि off-resonance आवृत्तियाँ छोटे वर्तमान आयाम उत्पन्न करती हैं, एक RLC परिपथ एक प्राकृतिक आवृत्ति फ़िल्टर के रूप में कार्य करता है। बताएं कि यह परिपथ अपनी गुंजयमान आवृत्ति के साथ मिश्रित बहुत high-frequency या बहुत low-frequency सिग्नल पर कमजोर प्रतिक्रिया क्यों देगा।