سلسلہ RLC: میرا کرنا اور گونج

1 · پیش گوئی

سلسلہ وار RLC مزاحمت، انڈکٹر، کیپیسٹر ملاتا۔ مزاحمت قدر طے کرتی مدار حتمی حالت کی طرف ارتعاش (کم میرا) کرتا یا نہیں (زیادہ میرا)۔ بڑی مزاحمت ارتعاش زیادہ یا کم امکان؟

• بڑی مزاحمت ارتعاش زیادہ ممکن بناتی۔
• مزاحمت ارتعاج ہونے نہ ہونے پر اثر نہیں، بس کتنی جلد سکون۔
• بڑی مزاحمت ارتعاش دباتی — زیادہ مزاحمت مطلب فی چکر زیادہ توانائی ضائع، ہر گونج کو میرا۔

2 · تیاری

1. rlc-series پری سیٹ کھولیں اور Reset دبائیں۔ L = 1 H اور C = 0.01 F مقرر ہیں؛ بیٹری 10 V دیتی ہے۔
2. کیپیسٹر وولٹیج اور انڈکٹر کرنٹ پڑائتیں فعال کریں۔
3. ہر آزمایش کے لیے مزاحمت کی قدر سیٹ کریں اور ڈیمپنگ تناسب ζ = R / (2√(L/C)) حساب کریں۔

3 · ڈیٹا جمع کریں

ہر مقدار R کے لیے بنائیں کہ آپ کیا توقع رکھتے ہیں: کیپیسٹر وولٹیج آخری قدر سے اوپر جا کر ارتعاش کرے (ζ < 1، کم ڈیمپڈ)، یا تیز ترین ہموار قربت (ζ = 1، بحرانی ڈیمپڈ)، یا بغیر اوپر جانے آہستہ قربت (ζ > 1، زیادہ ڈیمپڈ)۔

4 · تجزیہ

1. کسی ایک آزمایش کے لیے f₀ = 1/(2π√(LC)) حساب کریں، L = 1 H اور C = 0.01 F لے کر (ہر آزمایش کے لیے وہی ہے، کیونکہ R پر منحصر نہیں)، پھر ζ = R/(2√(L/C))۔ دونوں کا جدول سے موازنہ کریں۔
2. اس سرکٹ کا پہلے سے طے شدہ R = 20 Ω بالکل ζ = 1 دیتا ہے (بحرانی ڈیمپڈ) — اسی قدر پر Play دبائیں اور دیکھیں کہ کیپیسٹر وولٹیج بغیر اوپر جانے جتنی جلدی ممکن ہو 10 V تک قریب جاتا ہے۔ وضاحت کریں کہ R = 10 Ω (ζ = 0.5، کم ڈیمپڈ) پر اس کے بجائے کیا دیکھنے کی توقع ہے۔

5 · توسیع

1. بحرانی ڈیمپڈ نظام (ζ = 1) انجینئرنگ میں قیمتی ہیں — مثلاً گاڑی کے شاک ایبزربر — کیونکہ بغیر کسی اوپر جانے یا اچھال کے سب سے تیز توازن پر واپس آتے ہیں۔ وضاحت کریں کہ کم ڈیمپڈ شاک ایبزربر (ζ < 1) تکلیف دہ، اچھلتا ہوا سفر کیوں بنائے گا۔
2. گونج تعدد f₀ = 1/(2π√(LC)) صرف L اور C پر منحصر ہے، R پر بالکل نہیں — R صرف ڈیمپنگ کنٹرول کرتا ہے۔ وضاحت کریں کہ RLC ریڈیو ٹیوننگ سرکٹ L اور C (نہ R) استعمال کرتے ہوئے کس اسٹیشن کی تعدد پر جواب دے، یہ کیوں چنتا ہے۔

اس تجربے کے پیچھے کی طبیعیات

← تجربے پر واپس