RLC Sesiri: Redaman dan Resonans

1 · Ramal

Litar RLC sesiri menggabungkan perintang, induktor, dan kapasitor. Nilai perintang menentukan sama ada pendekatan litar kepada keadaan akhirnya berayun (kurang redam) atau tidak (lebih redam). Adakah rintangan lebih besar menjadikan ayunan lebih atau kurang berkemungkinan?

• Rintangan lebih besar menjadikan ayunan lebih berkemungkinan.
• Rintangan tidak menjejaskan sama ada litar berayun, hanya betapa pantas ia menetap.
• Rintangan lebih besar menindas ayunan -- lebih banyak rintangan bermakna lebih banyak tenaga disipasi per kitaran, meredakan sebarang dentingan.

2 · Susun

1. Buka praset rlc-sesiri dan tekan Set semula. L = 1 H, C = 0.01 F tetap; bateri membekalkan 10 V.
2. Aktifkan bacaan voltan-kapasitor dan arus-induktor.
3. Tetapkan nilai perintang bagi setiap percubaan dan kira nisbah redaman ζ = R / (2√(L/C)).

3 · Kumpul Data

Lakarkan, bagi setiap nilai R, sama ada andajangkan voltan kapasitor melampaui dan berdenting (ζ < 1, kurang redam), menetap dalam pendekatan licin paling pantas yang mungkin (ζ = 1, redaman kritis), atau menghampiri perlahan tanpa melampaui (ζ > 1, lebih redam).

4 · Analisis

1. Bagi satu percubaan, kira f₀ = 1/(2π√(LC)) menggunakan L = 1 H, C = 0.01 F (sama bagi setiap percubaan, kerana ia tidak bergantung pada R), kemudian ζ = R/(2√(L/C)). Bandingkan kedua-duanya dengan jadual.
2. R lalai litar ini = 20 Ω memberi tepat ζ = 1 (redaman kritis) -- tekan Main pada nilai itu dan tonton voltan kapasitor menghampiri 10 V sepantas mungkin tanpa melampaui. Terangkan apa yang andajangkan nampak sebaliknya pada R = 10 Ω (ζ = 0.5, kurang redam).

5 · Lanjutkan

1. Sistem redaman kritis (ζ = 1) dihargai dalam kejuruteraan -- penyerap kejut kereta, contohnya -- kerana mereka kembali ke keseimbangan paling pantas tanpa sebarang pelampauan atau lantunan. Terangkan mengapa penyerap kejut kurang redam (ζ < 1) akan memberikan perjalanan yang tidak selesa dan lantun.
2. Frekuensi resonan f₀ = 1/(2π√(LC)) bergantung hanya pada L dan C, bukan R langsung -- R hanya mengawal redaman. Terangkan mengapa litar penalaan radio RLC menggunakan L dan C (bukan R) untuk memilih frekuensi stesen mana yang ia gerak balas.

Fizik di Sebalik Eksperimen Ini

← Kembali ke eksperimen

138 Lembaran Kerja Makmal Fizik Boleh Cetak Percuma