श्रृंखला आरएलसी: भिगोना और अनुनाद
1 · भविष्यवाणी
एक श्रृंखला आरएलसी परिपथ एक प्रतिरोधक, प्रारंभ करनेवाला और संधारित्र को जोड़ती है। प्रतिरोधक का मान यह निर्धारित करता है कि परिपथ का अपनी अंतिम स्थिति तक पहुँचना दोलन (अंडरडैम्प्ड) है या नहीं (ओवरडैम्प्ड)। क्या बड़ा प्रतिरोध दोलन की संभावना को कम या ज्यादा कर देता है?
- एक बड़ा प्रतिरोध दोलन की अधिक संभावना बनाता है।
- प्रतिरोध इस बात को प्रभावित नहीं करता है कि परिपथ दोलन करता है या नहीं, केवल यह प्रभावित करता है कि यह कितनी तेजी से स्थिर होता है।
- एक बड़ा प्रतिरोध दोलन को दबा देता है - अधिक प्रतिरोध का अर्थ है प्रति चक्र अधिक ऊर्जा का क्षय, किसी भी बजने को कम करना।
2 · सेट अप
- rlc-series प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। L = 1 H, C = 0.01 F निश्चित हैं; बैटरी 10 V की आपूर्ति करती है।
- capacitor-voltage और inductor-current रीडआउट सक्षम करें।
- प्रत्येक परीक्षण के लिए प्रतिरोधक का मान निर्धारित करें और अवमंदन अनुपात की गणना करें ζ = R / (2√(L/C)).
3 · डेटा एकत्रित करें
| प्रतिरोध आर (Ω) | गुंजयमान आवृत्ति f₀ (Hz) | अवमंदन अनुपात ζ |
|---|---|---|
| 10.00 | ||
| 20.00 | ||
| 40.00 |
प्रत्येक आर मान के लिए स्केच, चाहे आप संधारित्र वोल्टेज को ओवरशूट और रिंग (ζ < 1, अंडरडेम्प्ड) की उम्मीद करेंगे, सबसे तेज़ संभव सुचारू दृष्टिकोण (ζ = 1, गंभीर रूप से डैम्प्ड) में व्यवस्थित करें, या ओवरशूट के बिना धीरे-धीरे पहुंचें (ζ > 1, ओवरडेम्प्ड)।
4 · विश्लेषण करें
- एक परीक्षण के लिए, L = 1 H, C = 0.01 F (प्रत्येक परीक्षण के लिए समान, क्योंकि यह R पर निर्भर नहीं करता है) का उपयोग करके f₀ = 1 /(2π√(LC)) की गणना करें, फिर ζ = R/(2√(L/C)). दोनों की तुलना तालिका से करें।
- इस परिपथ का डिफ़ॉल्ट R = 20 Ω ठीक ζ = 1 (समालोचित अवमंदन / critically damped) देता है…
5 · विस्तार
- गंभीर रूप से नम सिस्टम (ζ = 1) इंजीनियरिंग में बेशकीमती हैं - उदाहरण के लिए कार शॉक अवशोषक - क्योंकि वे बिना किसी ओवरशूट या उछाल के सबसे तेजी से संतुलन में लौटते हैं। बताएं कि क्यों एक अंडरडैम्प्ड शॉक एब्जॉर्बर (ζ < 1 ) एक असुविधाजनक, उछाल भरी सवारी के लिए बनेगा।
- गुंजयमान आवृत्ति f₀ = 1 /(2π√(LC)) केवल L और C पर निर्भर करती है, R पर बिल्कुल नहीं - R केवल अवमंदन को नियंत्रित करता है। बताएं कि आरएलसी रेडियो ट्यूनिंग परिपथ यह चुनने के लिए एल और सी (आर नहीं) का उपयोग क्यों करता है कि यह किस स्टेशन की आवृत्ति पर प्रतिक्रिया करता है।
इस प्रयोग के पीछे का भौतिकी
आरएलसी गुंजयमान आवृत्ति
एक श्रृंखला आरएलसी परिपथ की प्राकृतिक दोलन आवृत्ति f₀ = 1 /(2π√(LC)), है जो पूरी तरह से प्रेरण और समाई द्वारा निर्धारित की जाती है। प्रतिरोध आर इस आवृत्ति को स्थानांतरित नहीं करता है - यह केवल यह नियंत्रित करता है कि किसी भी दोलन को कितनी दृढ़ता से नम किया गया है।
परिपथ
- ओम का नियम: धारा, वोल्टेज और प्रतिरोध
- श्रृंखला में प्रतिरोधक: प्रतिरोध जोड़ें
- समानांतर में प्रतिरोधक: धारा विभाजन
- एक स्विच्ड लैंप: एक बल्ब में बिजली अपव्यय
- श्रृंखला में बैटरियां: ईएमएफ जोड़ें
- आदर्श मीटर: एमीटर और वोल्टमीटर परिपथ को परेशान नहीं करते हैं
- शृंखला में बल्ब: साझा करंट, डिमर बल्ब
- समानांतर में बल्ब: समान वोल्टेज, पूर्ण चमक
- एक बल्ब को छोटा करना: जब आप एक को बायपास करते हैं तो क्या होता है
- एक रिओस्टेट डिमर: लगातार परिवर्तनशील प्रतिरोध
- सही मीटर प्लेसमेंट: श्रृंखला में एमीटर, समानांतर में वोल्टमीटर
- मीटरों की अदला-बदली: वायरिंग से जुड़ी एक आम गलती