मालिका RLC: अवमंदन व अनुनाद

1 · अनुमान

मालिका RLC मंडलात रोध, प्रेरक व संधारित्र एकत्र येतात. रोधाचे मूल्य ठरवते की अंतिम अवस्थेकडे जाताना मंडल दोलायते (अल्पमंदित) की नाही (अतिमंदित). मोठा प्रतिरोध दोलन जास्त की कमी शक्य करतो?

• मोठा प्रतिरोध दोलन जास्त शक्य करतो.
• प्रतिरोध मंडल दोलायते का यावर परिणाम करत नाही, फक्त किती जलद स्थिर होते यावर करतो.
• मोठा प्रतिरोध दोलन दाबतो — जास्त प्रतिरोध म्हणजे प्रति चक्र जास्त ऊर्जा व्यय, कोणतेही घंटा-वाजवणे शांत करणारे.

2 · मांडणी

1. आरएलसी-सीरीज प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. L = 1 H, C = 0.01 F निश्चित; बॅटरी 10 V देते.
2. संधारित्र-व्होल्टेज व प्रेरक-प्रवाह वाचने सुरू करा.
3. प्रत्येक फेरीसाठी रोधाचे मूल्य निश्चित करा व अवमंदन गुणोत्तर ζ = R / (2√(L/C)) काढा.

3 · डेटा गोळा करा

प्रत्येक R मूल्यासाठी, संधारित्र व्होल्टेज शिखर ओलांडून घंटा वाजवेल असे वाटते का (ζ < 1, अल्पमंदित), शक्य त्या सर्वांत जलद सपाट जातो (ζ = 1, व्यापक मर्यादित), की शिखर न ओलांडता हळूहळू जातो (ζ > 1, अतिमंदित) ते रेखाटा.

4 · विश्लेषण

1. एका फेरीसाठी L = 1 H, C = 0.01 F सह f₀ = 1/(2π√(LC)) काढा (R वर अवलंबूर नसल्याने प्रत्येक फेरीसाठी तेच), मग ζ = R/(2√(L/C)). दोन्ही तक्त्याशी तुलना करा.
2. या मंडलाचा पूर्वनिर्धारित R = 20 Ω नेमका ζ = 1 देतो (व्यापक मर्यादित) — त्या मूल्यावर प्ले दाबा व संधारित्र व्होल्टेज शिखर न ओलांडता शक्य तितक्या जलद 10 V कडे जाताना पहा. R = 10 Ω वर (ζ = 0.5, अल्पमंदित) उलट काय दिसेल असे वाटते ते स्पष्ट करा.

5 · विस्तार

1. व्यापक मर्यादित प्रणालींना (ζ = 1) अभियांत्रिकीत किंमत मिळते — उदाहरणार्थ कारचे शॉक ऍब्झॉर्बर — कारण त्या उसळी किंवा दोलनाशिवाय सर्वांत जलद संतुलनात परत येतात. अल्पमंदित शॉक ऍब्झॉर्बर (ζ < 1) अस्वस्थ, उसळणारी सवारी का देईल ते स्पष्ट करा.
2. अनुनादी वारंवारता f₀ = 1/(2π√(LC)) फक्त L आणि C वर अवलंबून, R वर अजिबात नाही — R फक्त अवमंदन नियंत्रित करतो. RLC रेडिओ-ट्यूनिंग मंडल कोणत्या स्थानाच्या वारंवारतेला प्रतिसाद देईल ते निवडण्यासाठी L आणि C (R नव्हे) का वापरते ते स्पष्ट करा.

या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र

← प्रयोगाकडे परत

138 मोफत मुद्रणयोग्य भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा कार्यपत्रिका