अनुनादाबाहेर RLC प्रवाह-तरंगरूप

1 · अनुमान

हे RLC मंडल अनुनादाबाहेर (अर्ध्या अनुनादी वारंवारतेवर) चालवले जाते, म्हणून त्याचा प्रवाह चालवणाऱ्या व्होल्टेजापासून ठराविक कलाने मागे-पुढे आहे. क्षणिक प्रवाह तरी चालवण्याच्या त्याच वारंवारतेवर ज्या-रूपी दोलायतो का?

• नाही — प्रवाह चालवण्यापेक्षा वेगळ्या वारंवारतेवर दोलायतो.
• हो — प्रवाह नेमक्या चालवण्याच्या वारंवारतेवर दोलायतो, फक्त व्होल्टेजाच्या सापेक्ष कल-बदललेला.
• स्थिर अवस्थेत प्रवाह अजिबात ज्या-रूपी नसतो.

2 · मांडणी

1. आरएलसी-ऑफ-रेझोनन्स प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, चालवणी ω = 5 rad/s (अनुनादी ω₀ = 10 rad/s चा अर्धा), V₀ = 10 V.
2. क्षणिक-प्रवाह वाचन सुरू करा.
3. दिलेल्या प्रत्येक वेळी क्षणिक प्रवाह वाचा.

3 · डेटा गोळा करा

तुमच्या तीन वाचनांसाठी प्रवाह i(t) (y-अक्ष) विरुद्ध वेळ t (x-अक्ष) काढा, व चालवणाऱ्या व्होल्टेजाच्या कलात असलेल्या ज्या-तरंगाशी कल-उशीर दाखवण्यासाठी पूर्ण चक्र रेखाटा.

4 · विश्लेषण

1. आधी X = ωL − 1/(ωC), R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, ω = 5 rad/s सह Z = √(R² + X²) व φ = atan2(X, R) काढा (Z = 25 Ω, φ ≈ −0.64 rad मिळतात). मग V₀ = 10 V सह i(t) = (V₀/Z)sin(ωt − φ). तक्त्याशी तुलना करा.
2. इथील कल-कोन ऋण आहे, म्हणजे ही वारंवारता (अनुनादाखाली) संधारित्र-प्रभावी मंडल आहे. ऋण φ म्हणजे प्रवाह व्होल्टेजाच्या पुढे की मागे हे सांगते ते स्पष्ट करा.

5 · विस्तार

1. इथील प्रवाह-आयाम (V₀/Z = 10/25 = 0.4 A) नेमक्या अनुनादावर होणाऱ्या (V₀/R = 10/20 = 0.5 A) पेक्षा लहान आहे. अनुनादाबाहेर चालवलेले RLC मंडळ नेहमी अनुनादावर चालवलेल्यापेक्षा लहान प्रवाह-आयाम का देते ते स्पष्ट करा.
2. अनुनादाबाहेरच्या वारंवारता लहान प्रवाह-आयाम देत असल्याने, RLC मंडल नैसर्गिक वारंवारता-चाळण काम करते. हे मंडळ तिच्या अनुनादी वारंवारतेसोबत मिसळलेल्या खूप जास्त किंवा खूप कमी वारंवारतेच्या सिग्नलला का कमजोर प्रतिसाद देईल ते स्पष्ट करा.

← प्रयोगाकडे परत

138 मोफत मुद्रणयोग्य भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा कार्यपत्रिका