Amplitudo Arus RLC di Seluruh Frekuensi (Terkait dengan Sirkuit)
1 · Memprediksi
Eksperimen ini menggunakan nilai R, L, C yang sama persis dengan eksperimen rangkaian seri rlc, yang di sini dipandang sebagai masalah fasor/AC dan bukan transien pengaktifan. Saat Anda menyapu frekuensi penggerak menjauhi resonansi di kedua arah, apakah amplitudo arus selalu berkurang?
- Ya — menjauh dari resonansi ke arah mana pun (ω lebih tinggi atau lebih rendah) mengurangi amplitudo arus, karena impedansi meningkat di kedua sisi.
- Amplitudo arus hanya berkurang untuk frekuensi di atas resonansi.
- Amplitudo arus hanya berkurang untuk frekuensi di bawah resonansi.
2 · Pengaturan
- Buka preset rlc-in-circuits dan tekan Reset. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, V₀ = 10 V — identik dengan komponen percobaan sirkuit rlc-series.
- Aktifkan pembacaan amplitudo saat ini.
- Atur frekuensi sudut penggerak untuk setiap percobaan (sebagai kelipatan ω₀ = 10 rad/s) dan catat amplitudo arus puncak.
3 · Kumpulkan Data
| Frekuensi penggerak ω (rad/s) | Amplitudo arus puncak I_peak (A) |
|---|---|
| 5.00 | |
| 10.00 | |
| 20.00 |
Plot arus puncak I_peak (sumbu y) terhadap frekuensi penggerak ω (sumbu x) untuk tiga percobaan Anda. Apakah puncaknya tepat di ω₀?
4 · Analisis
- Untuk satu percobaan, hitung Z = √(R² + (ωL − 1 /(ωC))²) menggunakan R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, lalu I_peak = V₀/Z menggunakan V₀ = 10 V. Bandingkan dengan tabel.
- Konfirmasikan dua uji off-resonansi Anda (di bawah dan di atas ω₀) memberikan amplitudo arus yang sama ketika berjarak sama dari resonansi dalam kasus khusus ini. Jelaskan mengapa amplitudo arus mencapai puncaknya tepat pada ω₀ dan turun secara simetris pada skala frekuensi log.
5 · Perluas
- Eksperimen rangkaian seri rlc menunjukkan respons langkah perangkat keras yang sama (pengaktifan sementara) terhadap baterai 10 V yang konstan, bukan penggerak sinusoidal. Jelaskan mengapa 'impedansi' dan 'resonansi' merupakan konsep kondisi tunak AC yang tidak secara langsung diterapkan pada skenario pengaktifan DC.
- Seberapa tajam penurunan amplitudo arus dari resonansi dijelaskan oleh 'faktor kualitas' rangkaian Q = ω₀L/R. Dengan menggunakan R = 20 Ω, L = 1 H, ω₀ = 10 rad/s pada rangkaian ini, hitung Q dan jelaskan apakah rangkaian ini mempunyai puncak resonansi yang tajam atau lebar.