Ampiezza di corrente RLC sulle frequenze (collegato a Circuiti)
1 · Prevedi
Questo esperimento usa gli stessi R, L, C di rlc-series, visto qui come problema in fasori/AC anziché transitorio d'interruttore. Allontanandosi dalla risonanza, l'ampiezza di corrente cala sempre?
- Sì: in entrambe le direzioni l'impedenza cresce e l'ampiezza cala.
- Solo sopra la risonanza.
- Solo sotto la risonanza.
2 · Configurazione
- Apri il preset rlc-in-circuits e premi Reset. R = 20 Ω; L = 1 H; C = 0.01 F; V₀ = 10 V — identici ai componenti dell'esperimento rlc-series.
- Attiva la lettura dell'ampiezza di corrente.
- Imposta la pulsazione di pilotaggio per ogni prova (come multiplo di ω₀ = 10 rad/s) e registra l'ampiezza di picco della corrente.
3 · Raccogli dati
| Frequenza ω (rad/s) | Picco I_peak (A) |
|---|---|
| 5.00 | |
| 10.00 | |
| 20.00 |
Traccia I_peak (asse y) contro ω (asse x) per le tre prove. Il picco sta esattamente a ω₀?
4 · Analizza
- Per una prova, calcola Z = √(R² + (ωL − 1/(ωC))²) usando R = 20 Ω; L = 1 H; C = 0.01 F, poi I_peak = V₀/Z usando V₀ = 10 V. Confronta con la tabella.
- Conferma che le due prove fuori risonanza (sotto e sopra ω₀) danno uguale ampiezza a uguale distanza. Spiega perché il picco sta a ω₀ con calo simmetrico in scala logaritmica.
5 · Estendi
- L'esperimento rlc-series mostra la risposta a gradino di questo stesso hardware con batteria costante da 10 V, non drive sinusoidale. Spiega perché «impedenza» e «risonanza» sono concetti da regime AC che non si applicano a quell'accensione DC.
- Quanto bruscamente l'ampiezza della corrente cala allontanandosi dalla risonanza è descritto dal 'fattore di qualità' Q = ω₀L/R del circuito. Usando R = 20 Ω; L = 1 H; ω₀ = 10 rad/s di questo circuito, calcola Q e spiega se questo circuito ha un picco di risonanza stretto o ampio.