ஒத்ததிர்விலிருந்து வெளியே உள்ள RLC மின்னோட்ட அலைவடிவம்

1 · கணிப்பு

இந்த RLC மின்சுற்று ஒத்ததிர்விலிருந்து வெளியே (அதன் ஒத்ததிர்வு அதிர்வெண்ணின் பாதி) இயக்கப்படுகிறது, எனவே அதன் மின்னோட்டம், இயக்க மின்னழுத்தத்திலிருந்து ஒரு நிலையான கட்ட-கோணத்தில் பின்தங்குகிறது அல்லது முன்னேறுகிறது. உடனடி மின்னோட்டம் இன்னும் இயக்கத்தின் அதே அதிர்வெண்ணில் சைன் அலை வடிவிலா அலைவுறுகிறதா?

• இல்லை — மின்னோட்டம் இயக்கத்தின் அதிர்வெண்ணை விட வேறு அதிர்வெண்ணில் அலைவுறுகிறது.
• ஆம் — மின்னோட்டம் சரியான இயக்க அதிர்வெண்ணில் அலைவுறுகிறது, மின்னழுத்தத்திற்கு சார்பாக கட்ட-மாற்றப்பட்டு மட்டுமே.
• நிலையான-நிலையில் மின்னோட்டம் எந்த வகையிலும் சைன் அலை வடிவில் இல்லை.

2 · அமைப்பு

1. rlc-off-resonance முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, இயக்கம் ω = 5 rad/s (ஒத்ததிர்வு ω₀ = 10 rad/s இன் பாதி), V₀ = 10 V.
2. உடனடி-மின்னோட்ட வாசிப்பை இயக்குங்கள்.
3. பட்டியலிடப்பட்ட ஒவ்வொரு நேரத்திலும் உடனடி மின்னோட்டத்தைப் படியுங்கள்.

3 · தரவு சேகரி

உங்கள் மூன்று வாசிப்புகளுக்கும், நேரம் t (x-அச்சு) எதிராக மின்னோட்டம் i(t) (y-அச்சு)-ஐ வரையுங்கள், இயக்க மின்னழுத்தத்துடன் கட்டத்தில் உள்ள ஒரு சைன் அலையுடன் ஒப்பிடும்போது கட்ட பின்தங்கலைக் காட்ட ஒரு முழு சுழற்சியை வரையுங்கள்.

4 · பகுப்பாய்வு

1. முதலில் R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, ω = 5 rad/s பயன்படுத்தி (Z = 25 Ω, φ ≈ −0.64 rad தருகிறது) X = ωL − 1/(ωC) உடன் Z = √(R² + X²) மற்றும் φ = atan2(X, R) கணக்கிடுங்கள். பின்னர் V₀ = 10 V பயன்படுத்தி i(t) = (V₀/Z)sin(ωt − φ) கணக்கிடுங்கள். அட்டவணையுடன் ஒப்பிடுங்கள்.
2. இங்கே கட்ட-கோணம் எதிர்மறையாக உள்ளது, அதாவது இந்த அதிர்வெண்ணில் (ஒத்ததிர்வுக்கு கீழே) மின்சுற்று மின்தேக்கி ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது. மின்னோட்டம் இயக்க மின்னழுத்தத்தை முன்னேறுகிறதா பின்தங்குகிறதா என்பதற்கு எதிர்மறை φ என்ன அர்த்தம் என்று விளக்குங்கள்.

5 · நீட்டிப்பு

1. இங்கே மின்னோட்ட வீச்சு (V₀/Z = 10/25 = 0.4 A), சரியாக ஒத்ததிர்வில் இருக்கும்போது இருக்கும் மதிப்பை (V₀/R = 10/20 = 0.5 A) விட சிறியது. ஒரு RLC மின்சுற்றை ஒத்ததிர்விலிருந்து வெளியே இயக்குவது, ஒத்ததிர்வில் இயக்குவதை விட எப்போதும் சிறிய மின்னோட்ட வீச்சில் முடிவது ஏன் என்று விளக்குங்கள்.
2. ஒத்ததிர்விலிருந்து வெளியே உள்ள அதிர்வெண்கள் சிறிய மின்னோட்ட வீச்சுகளை உருவாக்குவதால், ஒரு RLC மின்சுற்று ஒரு இயற்கை அதிர்வெண் வடிகட்டியாக செயல்படுகிறது. இந்த மின்சுற்று, அதன் ஒத்ததிர்வு அதிர்வெண்ணுடன் கலந்துள்ள மிக உயர்ந்த அல்லது மிகக் குறைந்த அதிர்வெண் சமிக்ஞைக்கு ஏன் பலவீனமாக பதிலளிக்கும் என்று விளக்குங்கள்.

← சோதனைக்குத் திரும்பு

138 இலவச அச்சிடக்கூடிய இயற்பியல் ஆய்வகப் பணித்தாள்கள்