Biên độ dòng điện RLC trên các tần số (Được liên kết với mạch)
1 · Dự đoán
Thử nghiệm này sử dụng các giá trị R, L, C giống hệt như thử nghiệm mạch chuỗi rlc, được xem ở đây là sự cố pha/AC thay vì bật tạm thời. Khi bạn quét tần số biến tần ra khỏi vùng cộng hưởng theo một trong hai hướng, biên độ dòng điện có luôn giảm không?
- Có - di chuyển ra khỏi cộng hưởng theo một trong hai hướng (cao hơn hoặc thấp hơn ω) sẽ làm giảm biên độ dòng điện, do trở kháng tăng ở cả hai phía.
- Biên độ hiện tại chỉ giảm ở tần số trên mức cộng hưởng.
- Biên độ hiện tại chỉ giảm ở tần số dưới mức cộng hưởng.
2 · Thiết lập
- Mở cài đặt trước rlc-in-circuits và nhấn Reset. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, V₀ = 10 V — giống hệt với các thành phần của thử nghiệm mạch rlc-series.
- Kích hoạt tính năng đọc biên độ hiện tại.
- Đặt tần số góc truyền động cho mỗi lần thử (dưới dạng bội số của ω₀ = 10 rad/s) và ghi lại biên độ dòng điện cực đại.
3 · Thu thập dữ liệu
| Tần số truyền động ω (rad/s) | Biên độ dòng điện cực đại I_peak (A) |
|---|---|
| 5.00 | |
| 10.00 | |
| 20.00 |
Vẽ đồ thị đỉnh I_peak (trục y) hiện tại theo tần số truyền động ω (trục x) cho ba lần thử của bạn. Đỉnh có nằm chính xác ở ω₀ không?
4 · Phân tích
- Đối với một lần thử, hãy tính Z = √(R² + (ωL − 1 /(ωC))²) sử dụng R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, sau đó I_peak = V₀/Z sử dụng V₀ = 10 V. So sánh với cái bàn.
- Xác nhận hai lần thử tắt cộng hưởng của bạn (dưới và trên ω₀) cho biên độ dòng điện bằng nhau khi cách đều nhau so với cộng hưởng trong trường hợp cụ thể này. Giải thích tại sao biên độ dòng điện đạt cực đại chính xác ở ω₀ và giảm đối xứng trên thang tần số log.
5 · Gia hạn
- Thử nghiệm mạch rlc-series cho thấy phản hồi từng bước của phần cứng tương tự (bật tạm thời) đối với pin 10 V không đổi, không phải ổ hình sin. Giải thích tại sao 'trở kháng' và 'cộng hưởng' là các khái niệm trạng thái ổn định AC không áp dụng trực tiếp cho kịch bản bật DC đó.
- Biên độ dòng điện giảm mạnh như thế nào so với cộng hưởng được mô tả bằng 'hệ số chất lượng' Q = ω₀L/R của mạch. Sử dụng R = 20 Ω, L = 1 H, ω₀ = 10 rad/s của mạch này, hãy tính Q và giải thích xem mạch này có cực đại cộng hưởng sắc nét hay rộng.