Amplitúda prúdu RLC naprieč frekvenciami (prepojené s Obvodmi)

1 · Predikuj

Tento experiment používa presne tie isté hodnoty R, L, C ako experiment RLC séria v Obvode, tu videný ako fázorový/AC problém namiesto prechodu pri zapnutí. Ako skenuješ budenú frekvenciu preč od rezonancie v oboch smeroch, klesá amplitúda prúdu vždy?

2 · Priprav

  1. Otvor predvolbu RLC v obvodoch a stlač Resetovať. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, V₀ = 10 V — identické so súčiastkami experimentu RLC séria.
  2. Zapni odčítanie amplitúdy prúdu.
  3. Nastav budiacu uhlovú frekvenciu pre každý pokus (ako násobok ω₀ = 10 rad/s) a zaznamenaj vrcholnú amplitúdu prúdu.

3 · Zbieraj údaje

Budiaca frekvencia ω (rad/s)Vrcholná amplitúda prúdu I_peak (A)
5.00
10.00
20.00

Zaznamenaj vrcholný prúd I_peak (os y) verzus budenú frekvenciu ω (os x) pre svoje tri pokusy. Sedí vrchol presne na ω₀?

4 · Analyzuj

  1. Pre jeden pokus vypočítaj Z = √(R² + (ωL − 1/(ωC))²) s R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, potom I_peak = V₀/Z s V₀ = 10 V. Porovnaj s tabuľkou.
  2. Potvrď, že tvoje dva pokusy mimo rezonancie (pod a nad ω₀) dávajú rovnakú amplitúdu prúdu, keď sú rovnako vzdialené od rezonancie v tomto konkrétnom prípade. Vysvetli, prečo amplitúda prúdu vrcholí presne na ω₀ a klesá symetricky na logaritmickej frekvenčnej stupnici.

5 · Rozšír

  1. Experiment RLC séria v Obvode ukazuje stupňovitú odozvu (prechod pri zapnutí) tohto istého hardvéru na konštantnú batériu 10 V, nie sínusoidálne budenie. Vysvetli, prečo „impedancia“ a „rezonancia“ sú koncepty ustáleného AC stavu, ktoré sa priamo nevzťahujú na ten DC scenár zapnutia.
  2. Ako ostro amplitúda prúdu klesá preč od rezonancie je opísané „činiteľom kvality“ (dobrotou) obvodu Q = ω₀L/R. S R = 20 Ω, L = 1 H, ω₀ = 10 rad/s tohto obvodu vypočítaj Q a vysvetli, či má tento obvod ostrý alebo široký rezonančný vrchol.

← Späť na experiment

Elektromagnetizmus

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky