Amplitud Arus RLC Merentasi Frekuensi (Terpaut ke Litar)

1 · Ramal

Eksperimen ini menggunakan nilai R, L, C yang tepat sama seperti eksperimen litar rlc-sesiri, dilihat di sini sebagai masalah fasor/AC dan bukannya transien hidupkan-suis. Ketika anda menjalar frekuensi pacuan menjauhi resonans ke kedua-dua arah, adakah amplitud arus sentiasa menurun?

• Ya -- bergerak menjauhi resonans ke kedua-dua arah (ω lebih tinggi atau lebih rendah) menurunkan amplitud arus, kerana impedans naik di kedua-dua belah.
• Amplitud arus hanya menurun bagi frekuensi di atas resonans.
• Amplitud arus hanya menurun bagi frekuensi di bawah resonans.

2 · Susun

1. Buka praset rlc-dalam-litar dan tekan Set semula. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, V₀ = 10 V -- serupa dengan komponen eksperimen litar rlc-sesiri.
2. Aktifkan bacaan amplitud-arus.
3. Tetapkan frekuensi sudut pacuan bagi setiap percubaan (sebagai gandaan ω₀ = 10 rad/s) dan rekod amplitud arus puncak.

3 · Kumpul Data

Plot arus puncak I_peak (paksi-y) melawan frekuensi pacuan ω (paksi-x) bagi tiga percubaan anda. Adakah puncaknya tepat pada ω₀?

4 · Analisis

1. Bagi satu percubaan, kira Z = √(R² + (ωL − 1/(ωC))²) menggunakan R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, kemudian I_peak = V₀/Z menggunakan V₀ = 10 V. Bandingkan dengan jadual.
2. Sahkan dua percubaan luar-resonans anda (di bawah dan di atas ω₀) memberi amplitud arus sama apabila berjarak sama dari resonans dalam kes khusus ini. Terangkan mengapa amplitud arus memuncak tepat pada ω₀ dan susut secara simetri pada skala frekuensi-log.

5 · Lanjutkan

1. Eksperimen litar rlc-sesiri menunjukkan gerak balas langkah perkakasan yang sama (transien hidupkan-suis) kepada bateri 10 V malar, bukan pacuan sinus. Terangkan mengapa 'impedans' dan 'resonans' ialah konsep keadaan-malar-AC yang tidak terus terpakai pada senario hidupkan-suis DC itu.
2. Betapa tajamnya amplitud arus susut menjauhi resonans digambarkan oleh 'faktor kualiti' litar Q = ω₀L/R. Menggunakan R = 20 Ω, L = 1 H, ω₀ = 10 rad/s litar ini, kira Q dan terangkan sama ada litar ini mempunyai puncak resonans tajam atau lebar.

← Kembali ke eksperimen

138 Lembaran Kerja Makmal Fizik Boleh Cetak Percuma