RLC pilnutinė varža pagal dažnį: rezonanso paieška

1 · Spėk

Nuosekliąją RLC grandinę žadina kintamojo šaltinio dažnis. Ar grandinės bendrasis priešinimasis srovei (pilnutinė varža) pasiekia minimumą tam tikru dažniu?

• Pilnutinė varža pasiekia maksimumą tam tikru dažniu.
• Pilnutinė varža nepriklauso nuo žadinimo dažnio.
• Taip — pilnutinė varža pasiekia minimumą (lygų tik R) rezonanso dažnyje ω₀ = 1/√(LC).

2 · Paruošk

1. Atidaryk „RLC pilnutinė varža pagal dažnį“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F fiksuoti (tie patys kaip susietajame „Nuoseklioji RLC“ grandinės eksperimente).
2. Įjunk pilnutinės varžos ir fazės kampo rodmenis.
3. Nustatyk žadinimo kampinį dažnį kiekvienam bandymui (kaip ω₀ = 1/√(LC) = 10 rad/s kartotinį) ir užsirašyk pilnutinę varžą.

3 · Rink duomenis

Braišyk pilnutinę varžą Z (y ašis) prieš žadinimo dažnį ω (x ašis) savo trims bandymams. Kur minimumas?

4 · Analizuok

1. Vienam bandymui apskaičiuok reaktyviąją varžą X = ωL − 1/(ωC), tada Z = √(R² + X²) ir φ = atan2(X, R), naudodamas R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F. Palygink abu su lentele.
2. Esant ω = ω₀ = 10 rad/s, patvirtink Z = R tiksliai ir φ = 0. Paaiškink, kodėl induktyvioji reaktyvioji varža ωL ir talpinė reaktyvioji varža 1/(ωC) rezonanso metu tiksliai panaikina viena kitą, palikdamos tik rezistoriaus priešinimąsi.

5 · Išplėsk

1. Radijo imtuvas iš esmės yra RLC grandinė, kurios rezonanso dažnį derini (paprastai per kintamąjį kondensatorių), kad atitiktų stoties transliavimo dažnį, kur pilnutinė varža krenta ir srovė — bei signalas — pasiekia piką. Paaiškink, kodėl stotys kituose dažniuose slopinamos.
2. Fazės kampas φ yra neigiamas žemiau rezonanso ir teigiamas virš jo. Paaiškink, naudodamas reaktyviosios varžos formulę X = ωL − 1/(ωC), kodėl žemi dažniai leidžia kondensatoriui vyrauti (neigiamas X), o aukšti —ritei vyrauti (teigiamas X).

← Grįžti prie eksperimento

138 nemokami spausdinami fizikos darbo lapai