శ్రేణి RLC: అవమందనం, అనునాదం

1 · ఊహించండి

శ్రేణి RLC వలయం నిరోధకం, ప్రేరకం, సంధారకాన్ని కలిపి ఉంటుంది. వలయం తన తుది స్థితిని సమీపించే విధానం డోలనం చెందుతుందా (అల్ప-అవమందిత) లేదా చెందదా (అతి-అవమందిత) అనేది నిరోధకపు విలువపై ఆధారపడి ఉంటుంది. పెద్ద నిరోధం డోలనాన్ని మరింత సంభావ్యం చేస్తుందా లేక తక్కువ సంభావ్యం చేస్తుందా?

• పెద్ద నిరోధం డోలనాన్ని మరింత సంభావ్యం చేస్తుంది.
• నిరోధం వలయం డోలనం చెందుతుందో లేదో ప్రభావితం చేయదు, ఎంత వేగంగా స్థిరపడుతుందో మాత్రమే ప్రభావితం చేస్తుంది.
• పెద్ద నిరోధం డోలనాన్ని అణచివేస్తుంది — ఎక్కువ నిరోధం అంటే ప్రతి చక్రానికి ఎక్కువ శక్తి వ్యయం, ఏ రింగింగ్‌నైనా అవమందనం చేస్తుంది.

2 · అమరిక

1. rlc-series ప్రీసెట్‌ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. L = 1 H, C = 0.01 F స్థిరంగా ఉంటాయి; బ్యాటరీ 10 V సరఫరా చేస్తుంది.
2. సంధారక-వోల్టేజ్, ప్రేరక-ప్రవాహ రీడింగ్‌లను చేతనం చేయండి.
3. ప్రతి ప్రయత్నానికి నిరోధకపు విలువను సెట్ చేసి, అవమందన నిష్పత్తి ζ = R / (2√(L/C)) లెక్కించండి.

3 · డేటా సేకరించండి

ప్రతి R విలువకు, సంధారక వోల్టేజ్ అధికేక్షణ చెంది రింగ్ చేస్తుందని (ζ < 1, అల్ప-అవమందిత), సాధ్యమైన అత్యంత వేగవంతమైన సున్నితమైన సమీపనంలో స్థిరపడుతుందని (ζ = 1, క్రాంతిక అవమందన), లేదా అధికేక్షణ లేకుండా నెమ్మదిగా సమీపిస్తుందని (ζ > 1, అతి-అవమందిత) మీరు ఊహిస్తారో స్కెచ్ చేయండి.

4 · విశ్లేషించండి

1. ఒక ప్రయత్నానికి, L = 1 H, C = 0.01 F ఉపయోగించి f₀ = 1/(2π√(LC)) లెక్కించండి (R పై ఆధారపడనందున ప్రతి ప్రయత్నానికీ అదే), ఆపై ζ = R/(2√(L/C)). రెండింటినీ పట్టికతో పోల్చండి.
2. ఈ వలయపు డిఫాల్ట్ R = 20 Ω సరిగ్గా ζ = 1 ఇస్తుంది (క్రాంతిక అవమందన) — ఆ విలువ వద్ద ప్లే నొక్కి, సంధారక వోల్టేజ్ అధికేక్షణ లేకుండా సాధ్యమైనంత వేగంగా 10 V ను సమీపించడం చూడండి. R = 10 Ω వద్ద (ζ = 0.5, అల్ప-అవమందిత) బదులుగా మీరు ఏమి చూడాలని ఊహిస్తారో వివరించండి.

5 · విస్తరించండి

1. క్రాంతిక అవమందిత వ్యవస్థలు (ζ = 1) ఇంజనీరింగ్‌లో విలువైనవి — ఉదాహరణకు కారు షాక్ అబ్జార్బర్‌లు — ఎందుకంటే అవి ఏ అధికేక్షణ లేదా కుదుపులు లేకుండా సమతౌల్యానికి అత్యంత వేగంగా తిరిగి వస్తాయి. అల్ప-అవమందిత షాక్ అబ్జార్బర్ (ζ < 1) అసౌకర్యమైన, కుదుపుల రైడ్‌ను ఇస్తుందో వివరించండి.
2. అనునాద పౌనఃపున్యం f₀ = 1/(2π√(LC)) L, C లపైనే ఆధారపడుతుంది, R పై అసలు ఆధారపడదు — R అవమందనాన్ని మాత్రమే నియంత్రిస్తుంది. ఒక RLC రేడియో ట్యూనింగ్ వలయం ఏ స్టేషన్ పౌనఃపున్యానికి స్పందిస్తుందో ఎంచుకోవడానికి L, C లను (R ను కాదు) ఎందుకు ఉపయోగిస్తుందో వివరించండి.

ఈ ప్రయోగం వెనుక ఉన్న భౌతిక శాస్త్రం

← ప్రయోగానికి తిరిగి

138 ఉచిత ముద్రించగల భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగ పత్రకాలు