RLC áramamplitúdó frekvenciák mentén (áramkörökhöz kötve)

1 · Jóslás

Ez a kísérlet pontosan ugyanazokat az R, L, C értékeket használja, mint az rlc-series áramköri kísérlet, itt fasor/váltakozó áramú problémaként nézve bekapcsolási tranziens helyett. Ahogy a gerjesztési frekvenciát bármely irányban eltávolítod a rezonanciától, az áramamplitúdó mindig csökken?

• Igen — a rezonanciától bármely irányban (magasabb vagy alacsonyabb ω) való eltávolodás csökkenti az áramamplitúdót, mert az impedancia mindkét oldalon nő.
• Az áramamplitúdó csak a rezonancia feletti frekvenciáknál csökken.
• Az áramamplitúdó csak a rezonancia alatti frekvenciáknál csökkken.

2 · Előkészítés

1. Nyisd meg az rlc-in-circuits előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, V₀ = 10 V — megegyezik az rlc-series áramköri kísérlet alkatrészeivel.
2. Engedélyezd az áramamplitúdó-kijelzőt.
3. Állítsd be a gerjesztési körfrekvenciát minden mérésnél (az ω₀ = 10 rad/s többszöröseként), és rögzítsd a csúcs-áramamplitúdót.

3 · Adatgyűjtés

Ábrázold az I_peak csúcsáramot (y-tengely) a ω gerjesztési frekvenciával (x-tengely) szemben a három mérésedhez. Pontosan ω₀-nál ül a csúcs?

4 · Elemzés

1. Egy mérésnél számítsd ki a Z = √(R² + (ωL − 1/(ωC))²) R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F használatával, majd I_peak = V₀/Z V₀ = 10 V használatával. Hasonlítsd a táblázathoz.
2. Erősítsd meg, hogy a két rezonanciától távoli mérésed (ω₀ alatt és fölött) egyenlő áramamplitúdót ad, amikor a rezonanciától egyenlően távol esnek, ebben az esetben. Magyarázd meg, miért csúcsosodik az áramamplitúdó pontosan ω₀-nál, és esik szimmetrikusan logaritmikus frekvenciaskálán.

5 · Kiterjesztés

1. Az rlc-series áramköri kísérlet ugyanezen hardver ugrásválaszát (bekapcsolási tranziensét) mutatja egy állandó 10 V-os telepre, nem szinuszos gerjesztésre. Magyarázd meg, miért az „impedancia” és a „rezonancia” váltakozó áramú állandósult állapotbeli fogalmak, amelyek nem alkalmazhatók közvetlenül arra az egyenáramú bekapcsolási forgatókönyvre.
2. Azt, milyen élesen esik le az áramamplitúdó a rezonanciától távol, az áramkör „jósági tényezője”, Q = ω₀L/R írja le. Ezen áramkör R = 20 Ω, L = 1 H, ω₀ = 10 rad/s értékeivel számítsd ki a Q-t, és magyarázd meg, hogy ennek az áramkörnek éles vagy széles rezonanciacsúcsa van-e.

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap