RLC strāvas amplitūda pāri frekvencēm (saistīts ar Elektroķēdēm)

1 · Prognozē

Šis eksperiments izmanto tieši tās pašas R, L, C vērtības kā secīgās RLC ķēdes eksperiments, šeit skatītas kā fazoru/maiņstrāvas problēma, nevis slēdziena pārejas process. Ierosmes frekvencei attālinoties no rezonanses abos virzienos, vai strāvas amplitūda vienmēr krīt?

2 · Iestati

  1. Atver RLC Elektroķēdēs eksperimentu un nospied Atiestatīt. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, V₀ = 10 V — identiski secīgās RLC ķēdes eksperimenta komponentēm.
  2. Ieslēdz strāvas amplitūdas rādījumu.
  3. Iestati ierosmes leņķisko frekvenci katram mēģinājumam (kā ω₀ = 10 rad/s reizinātājs) un ieraksti maksimālo strāvas amplitūdu.

3 · Vāc datus

Ierosmes frekvence ω (rad/s)Maksimālā strāvas amplitūda I_peak (A)
5.00
10.00
20.00

Zīmē maksimālo strāvu I_peak (y ass) pret ierosmes frekvenci ω (x ass) saviem trim mēģinājumiem. Vai maksimums sēž tieši uz ω₀?

4 · Analizē

  1. Vienam mēģinājumam izrēķini Z = √(R² + (ωL − 1/(ωC))²) ar R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, tad I_peak = V₀/Z ar V₀ = 10 V. Salīdzini ar tabulu.
  2. Apstiprini, ka tavi divi rezonanses ārpusēs mēģinājumi (zem un virs ω₀) dod vienādu strāvas amplitūdu, kad vienādi attālināti no rezonanses šajā specifiskajā gadījumā. Izskaidro, kāpēc strāvas amplitūda sasniedz maksimumu tieši pie ω₀ un krīt simetriski log-frekvences skalā.

5 · Paplašina

  1. Secīgās RLC ķēdes eksperiments rāda šīs pašas aparatūras soļa atbildi (slēdziena pārejas process) uz pastāvīgu 10 V bateriju, nevis sinusoidālu ierosmi. Izskaidro, kāpēc „pilnā pretestība” un „rezonanse” ir maiņstrāvas stacionārā režīma jēdzieni, kas tieši neattiecas uz to līdzstrāvas slēdziena scenāriju.
  2. To, cik asi strāvas amplitūda krīt prom no rezonanses, apraksta ķēdes „labuma koeficients” Q = ω₀L/R. Izmantojot šīs ķēdes R = 20 Ω, L = 1 H, ω₀ = 10 rad/s, izrēķini Q un izskaidro, vai šai ķēdei ir ass vai plats rezonanses maksimums.

← Atpakaļ pie eksperimenta

Elektromagnētisms

138 bezmaksas drukājamas fizikas darba lapas