Amplituda toka RLC čez frekvence (povezano z Električnimi krogi)

1 · Predvidi

Ta poskus uporablja natanko iste vrednosti R, L, C kot poskus kroga rlc-series, tu gledan kot fazorsko/izmenični problem namesto prehodni pojav ob vklopu. Ko premikaš vzbujalno frekvenco stran od resonance v katero koli smer, ali amplituda toka vedno pada?

2 · Pripravi

  1. Odpri prednastavitev rlc-in-circuits in pritisni Ponastavi. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0,01 F, V₀ = 10 V — identično komponentam poskusa kroga rlc-series.
  2. Omogoči odčitek amplitude toka.
  3. Nastavi vzbujalno krožno frekvenco za vsak poskus (kot mnogokratnik ω₀ = 10 rad/s) in zabeleži vrhovno amplitudo toka.

3 · Zberi podatke

Vzbujalna frekvenca ω (rad/s)Vrhovna amplituda toka I_peak (A)
5.00
10.00
20.00

Nariši vrhovni tok I_peak (os y) proti vzbujalni frekvenci ω (os x) za svoje tri poskuse. Ali vrh sedi točno pri ω₀?

4 · Analiziraj

  1. Za en poskus izračunaj Z = √(R² + (ωL − 1/(ωC))²) z R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0,01 F, nato I_peak = V₀/Z z V₀ = 10 V. Primerjaj s tabelo.
  2. Potrdi, da tvoja dva poskusa izven resonance (pod in nad ω₀) data enako amplitudo toka, ko sta enako oddaljena od resonance v tem specifičnem primeru. Razloži, zakaj amplituda toka doseže vrh točno pri ω₀ in pada simetrično na logaritemski frekvenčni lestvici.

5 · Razširi

  1. Poskus kroga rlc-series pokaže odziv koraka iste strojne opreme (prehodni pojav ob vklopu) na konstantno baterijo 10 V, ne sinusno vzbujanje. Razloži, zakaj sta „impedanca“ in „resonanca“ koncepta ustaljenega stanja izmeničnega toka, ki se ne nanašata neposredno na ta scenarij vklopa enosmerne.
  2. Kako ostro amplituda toka pada stran od resonance, opisuje „faktor kakovosti“ Q = ω₀L/R. Z R = 20 Ω, L = 1 H, ω₀ = 10 rad/s tega kroga izračunaj Q in razloži, ali ima ta krog oster ali širok resonančni vrh.

← Nazaj na poskus

Elektromagnetizem

138 brezplačnih natisljivih fizikalnih delovnih listov