RLC zaporedno: dušenje in resonanca

1 · Predvidi

Zaporedni krog RLC združuje upornik, tuljavo in kondenzator. Vrednost upornika določa, ali približevanje kroga končnemu stanju niha (poddušeno) ali ne (naddušeno). Ali večji upor naredi nihanje bolj ali manj verjetno?

• Večji upor naredi nihanje bolj verjetno.
• Upor ne vpliva na to, ali krog niha, le kako hitro se umiri.
• Večji upor zatira nihanje — več upora pomeni več razpršene energije na cikel, kar duši vsako zvonjenje.

2 · Pripravi

1. Odpri prednastavitev rlc-series in pritisni Ponastavi. L = 1 H, C = 0,01 F sta fiksni; baterija daje 10 V.
2. Omogoči odčitka napetosti kondenzatorja in toka tuljave.
3. Nastavi vrednost upornika za vsak poskus in izračunaj razmerje dušenja ζ = R / (2√(L/C)).

3 · Zberi podatke

Skiciraj za vsako vrednost R, ali bi pričakoval, da napetost kondenzatorja prestreli in zvoni (ζ < 1, poddušeno), se umiri v najhitrejšem možnem gladkem približevanju (ζ = 1, kritično dušeno) ali približuje počasi brez prestrela (ζ > 1, naddušeno).

4 · Analiziraj

1. Za en poskus izračunaj f₀ = 1/(2π√(LC)) z L = 1 H, C = 0,01 F (isto za vsak poskus, ker ni odvisno od R), nato ζ = R/(2√(L/C)). Primerjaj oba s tabelo.
2. Privzeti R = 20 Ω tega kroga da točno ζ = 1 (kritično dušeno) — pritisni Predvajaj pri tej vrednosti in glej, kako napetost kondenzatorja približuje 10 V čim hitreje brez prestrela. Razloži, kaj bi namesto tega pričakoval pri R = 10 Ω (ζ = 0,5, poddušeno).

5 · Razširi

1. Kritično dušeni sistemi (ζ = 1) so v inženirstvu cenjeni — npr. blažilniki avtov — ker se vrnejo v ravnovesje najhitreje brez prestrela ali poskakovanja. Razloži, zakaj bi poddušen blažilnik (ζ < 1) naredil neudobno, poskakujočo vožnjo.
2. Resonančna frekvenca f₀ = 1/(2π√(LC)) je odvisna samo od L in C, nič od R — R nadzira le dušenje. Razloži, zakaj RLC vezje za uglaševanje radija uporablja L in C (ne R), da izbere, na katero frekvenco postaje odgovarja.

Fizika za tem poskusom

← Nazaj na poskus

138 brezplačnih natisljivih fizikalnih delovnih listov