Forma tal-Mewġa ta’ Kurrent RLC ’l Bogħod mir-Reżonanza

1 · Ippreddi

Dan iċ-ċirkwit RLC hu msuq barra r-reżonanza (bin-nofs il-frekwenza resonanti tiegħu), għalhekk il-kurrent tiegħu jerġa’ lura jew jiġi qabel il-voltaġġ ta’ tmexxija b’angolu ta’ fażi fiss. Il-kurrent istantanju xorta joxxilla sinusoidalment bl-istess frekwenza bħat-tmexxija?

• Le — il-kurrent joxxilla b’frekwenza differenti mit-tmexxija.
• Iva — il-kurrent joxxilla bl-eżattament frekwenza ta’ tmexxija, sempliċement b’shift ta’ fażi relattiv mal-voltaġġ.
• Il-kurrent m’hux sinusoidali xejn fl-istat stabbli.

2 · Tħejjija

1. Iftaħ il-preset ta’ rlc-off-resonance u agħfas Reset. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, tmexxija ω = 5 rad/s (nofs ω₀ resonanti = 10 rad/s), V₀ = 10 V.
2. Attiva l-qari ta’ kurrent istantanju.
3. Aqra l-kurrent istantanju f’kull ħin mniżżel.

3 · Ħu d-Dejta

Ipinġi l-kurrent i(t) (ass ġewwa) kontra l-ħin t (ass mal-ġenb) għat-tliet qarijiet tiegħek, u iskitta ċiklu sħiħ biex turi l-irtisj ta’ fażi relattiv ma’ mewġa sinusoidali f’fażi mal-voltaġġ ta’ tmexxija.

4 · Analizza

1. L-ewwel ikkalkula Z = √(R² + X²) u φ = atan2(X, R) b’X = ωL − 1/(ωC), bl-użu ta’ R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, ω = 5 rad/s (u jagħti Z = 25 Ω, φ ≈ −0.64 rad). Imbagħad ikkalkula i(t) = (V₀/Z)sin(ωt − φ) bl-użu ta’ V₀ = 10 V. Qabbel mat-tabella.
2. L-angolu ta’ fażi hawn hu negattiv, u ifisser liċ-ċirkwit hu ddominat mill-kondensatur f’din il-frekwenza (taħt ir-reżonanza). Ispjega x’ifisser φ negattiv għal jekk il-kurrent jiġix qabel jew jerga’ lura mill-voltaġġ ta’ tmexxija.

5 · Estendi

1. L-amplitudni ta’ kurrent hawn (V₀/Z = 10/25 = 0.4 A) hi inqas minn dak li jkun eżattament fir-reżonanza (V₀/R = 10/20 = 0.5 A). Ispjega għalfejn tmexxija ta’ ċirkwit RLC barra r-reżonanza tirriżulta dejjem f’amplitudni ta’ kurrent inqas milli tmexxija fir-reżonanza.
2. Peress li frekwenzi barra r-reżonanza jipproduċu amplitudnijiet ta’ kurrent inqas, ċirkwit RLC jaġixxi bħala filtru ta’ frekwenza naturali. Ispjega għalfejn dan iċ-ċirkwit jirrispondi dgħajjef għal sinjal ta’ frekwenza ħafna għolja jew ħafna baxxa mħallat mal-frekwenza resonanti tiegħu.

← Lura għall-esperiment

138 Folja ta’ Lab ta’ Fiżika Stampabbli u B’Xejn