RLC srovės amplitudė per dažnius (susiesta su grandinėmis)

1 · Spėk

Šis eksperimentas naudoja tiksliai tuos pačius R, L, C kaip „Nuoseklioji RLC“ grandinės eksperimentas, čia žiūrimus kaip fazoriaus / kintamosios srovės uždavinį, o ne jungiklio pereinamąjį procesą. Slenkant žadinimo dažnį nuo rezonanso bet kuria kryptimi, ar srovės amplitudė visada mažėja?

• Taip — nutolstant nuo rezonanso bet kuria kryptimi (aukštesnis ar žemesnis ω) srovės amplitudė mažėja, nes pilnutinė varža kyla abiejose pusėse.
• Srovės amplitudė mažėja tik dažniams virš rezonanso.
• Srovės amplitudė mažėja tik dažniams žemiau rezonanso.

2 · Paruošk

1. Atidaryk „RLC srovės amplitudė per dažnius (susiesta su grandinėmis)“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, V₀ = 10 V — identiški „Nuoseklioji RLC“ grandinės eksperimento komponentams.
2. Įjunk srovės amplitudės rodmuo.
3. Nustatyk žadinimo kampinį dažnį kiekvienam bandymui (kaip ω₀ = 10 rad/s kartotinį) ir užsirašyk pikinę srovės amplitudę.

3 · Rink duomenis

Braišyk pikinę srovę I_peak (y ašis) prieš žadinimo dažnį ω (x ašis) savo trims bandymams. Ar pikas sėdi tiksliai ties ω₀?

4 · Analizuok

1. Vienam bandymui apskaičiuok Z = √(R² + (ωL − 1/(ωC))²) naudodamas R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, tada I_peak = V₀/Z naudodamas V₀ = 10 V. Palygink su lentele.
2. Patvirtink, kad tavo du už rezonanso bandymai (žemiau ir virš ω₀) duoda vienodą srovės amplitudę, kai vienodai nutolę nuo rezonanso šiuo konkrečiu atveju. Paaiškink, kodėl srovės amplitudė pikuoja tiksliai ties ω₀ ir krinta simetriškai logaritminiu dažnio masteliu.

5 · Išplėsk

1. „Nuoseklioji RLC“ grandinės eksperimentas rodo šios pačios aparatinės įrangos atsaką į žingsnį (jungiklio pereinamąjį procesą) į pastovią 10 V bateriją, ne sinusišką žadinimą. Paaiškink, kodėl „pilnutinė varža“ ir „rezonansas“ yra kintamosios srovės nuostoviosios būsenos sąvokos, kurios tiesiogiai netaikomos tam nuolatinės srovės įjungimo scenarijui.
2. Tai, kaip aštriai srovės amplitudė krenta tolstant nuo rezonanso, apibūdina grandinės „kokybės faktorius“ Q = ω₀L/R. Naudodamas šios grandinės R = 20 Ω, L = 1 H, ω₀ = 10 rad/s, apskaičiuok Q ir paaiškink, ar ši grandinė turi aštrų ar platų rezonanso piką.

← Grįžti prie eksperimento

138 nemokami spausdinami fizikos darbo lapai