RLC f’Serje: Tneħħija ta’ Oxxillazzjonijiet u Reżonanza

1 · Ippreddi

Ċirkwit RLC f’serje jgħaqqad reżistur, induttur, u kondensatur. Il-valur tar-reżistur jiddetermina jekk l-avviċinament taċ-ċirkwit għall-istat finali tiegħu joxxillax (taħt it-tneħħija) jew le (fuqha). Reżistenza akbar tagħmel l-oxxillazzjoni aktar jew inqas probabbli?

• Reżistenza akbar tagħmel l-oxxillazzjoni aktar probabbli.
• Ir-reżistenza ma taffettwax jekk iċ-ċirkwit joxxillax, biss kemm mgħaġġel jistabilixxi.
• Reżistenza akbar tevreħ l-oxxillazzjoni — reżistenza aktar tfisser enerġija dissipata aktar kull ċiklu, u titneħħa kwalunkwe ringing.

2 · Tħejjija

1. Iftaħ il-preset ta’ rlc-series u agħfas Reset. L = 1 H, C = 0.01 F huma fissi; il-batterija tforni 10 V.
2. Attiva l-qarijiet ta’ voltaġġ tal-kondensatur u kurrent fl-induttur.
3. Issettja l-valur tar-reżistur għal kull prova u ikkalkula r-rapport ta’ tneħħija ζ = R / (2√(L/C)).

3 · Ħu d-Dejta

Iskitta, għal kull valur ta’ R, jekk tistenna lix il-voltaġġ tal-kondensatur jaqbeż u jerġa’ jirringa (ζ < 1, taħt it-tneħħija), jistabilixxi fl-akbar avviċinament lixx possibbli (ζ = 1, criticalament mneħħi), jew jersaq bil-mod bla qbiż (ζ > 1, mneħħi żejjed).

4 · Analizza

1. Għal prova waħda, ikkalkula f₀ = 1/(2π√(LC)) bl-użu ta’ L = 1 H, C = 0.01 F (l-istess għal kull prova, għax ma jiddependix fuq R), imbagħad ζ = R/(2√(L/C)). Qabbel it-tnejn mat-tabella.
2. R default ta’ dan iċ-ċirkwit ta’ 20 Ω jagħti eżattament ζ = 1 (criticalament mneħħi) — agħfas Riproduċi f’dak il-valur u ara l-voltaġġ tal-kondensatur jersaq lejn 10 V kemm jista’ jkun mgħaġġel bla qbiż. Ispjega x’tistenna tara minflok f’R = 10 Ω (ζ = 0.5, taħt it-tneħħija).

5 · Estendi

1. Sistemi criticalament mneħħija (ζ = 1) huma apprezzati fl-inġinerija — l-ammortizzaturi tal-karozzi, pereżempju — għax jirritornaw għall-ekwilibriju l-aktar mgħaġġla bla qbiż jew tqabiż. Ispjega għalfejn ammortizzatur taħt it-tneħħija (ζ < 1) jagħmel vjaġġ skomdu u li jaqbeż.
2. Il-frekwenza resonanti f₀ = 1/(2π√(LC)) tiddependi biss fuq L u C, mhux fuq R xejn — R bikkontrolla t-tneħħija. Ispjega għalfejn ċirkwit ta’ tqabbil ta’ radju RLC juża L u C (mhux R) biex jagħżel liema frekwenza ta’ stazzjon jirrispondi għaliha.

Il-Fiżika Wara Dan l-Esperiment

← Lura għall-esperiment

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