Amplituda struje RLC kroz frekvencije (vezano na strujne krugove)

1 · Predviđanje

Ovaj pokus koristi točno iste vrijednosti R, L, C kao pokus krugova rlc-series, ovdje gledane kao fazorski/AC problem umjesto prijelazne pojave uključivanja. Dok pomičeš frekvenciju pobude od rezonancije u bilo kojem smjeru, opada li amplituda struje uvijek?

2 · Postava

  1. Otvori postav rlc-in-circuits i pritisni Resetiraj. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, V₀ = 10 V — identično komponentama pokusa krugova rlc-series.
  2. Omogući očitanje amplitude struje.
  3. Postavi kutnu frekvenciju pobude za svaki pokušaj (kao višekratnik ω₀ = 10 rad/s) i zabilježi vršnu amplitudu struje.

3 · Prikupljanje podataka

Frekvencija pobude ω (rad/s)Vršna amplituda struje I_peak (A)
5.00
10.00
20.00

Nacrtaj vršnu struju I_peak (y-os) naspram frekvencije pobude ω (x-os) za svoja tri pokušaja. Sjedi li vrh točno na ω₀?

4 · Analiza

  1. Za jedan pokušaj izračunaj Z = √(R² + (ωL − 1/(ωC))²) koristeći R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, zatim I_peak = V₀/Z koristeći V₀ = 10 V. Usporedi s tablicom.
  2. Potvrdi da tvoja dva pokušaja izvan rezonancije (ispod i iznad ω₀) daju jednaku amplitudu struje kad su jednako udaljeni od rezonancije u ovom specifičnom slučaju. Objasni zašto amplituda struje dostiže vrh točno na ω₀ i simetrično pada na logaritamskoj skali frekvencije.

5 · Proširenje

  1. Pokus krugova rlc-series pokazuje odziv na skok iste hardvera (prijelazna pojava uključivanja) na konstantnu bateriju od 10 V, ne sinusnu pobudu. Objasni zašto su „impedancija“ i „rezonancija“ koncepcije stabilnog stanja izmjenične struje koje se ne primjenjuju izravno na taj scenarij DC uključivanja.
  2. Koliko oštro amplituda struje pada dalje od rezonancije opisuje „faktor kvalitete“ kruga Q = ω₀L/R. Koristeći R = 20 Ω, L = 1 H, ω₀ = 10 rad/s ovog kruga, izračunaj Q i objasni ima li ovaj krug oštar ili širok vrh rezonancije.

← Natrag na pokus

Elektromagnetizam

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis