Dạng sóng hiện tại RLC cách xa cộng hưởng
1 · Dự đoán
Mạch RLC này được điều khiển lệch cộng hưởng (ở một nửa tần số cộng hưởng), do đó dòng điện của nó trễ pha hoặc sớm pha so với điện áp kích thích một góc pha cố định. Dòng điện tức thời có còn dao động hình sin cùng tần số với nguồn kích thích không?
- Không - dòng điện dao động ở tần số khác với tần số của biến tần.
- Có - dòng điện dao động ở tần số truyền động chính xác, chỉ lệch pha so với điện áp.
- Dòng điện hoàn toàn không có dạng hình sin ở trạng thái ổn định.
2 · Thiết lập
- Mở cài đặt trước rlc-off-resonance và nhấn Reset. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, lái ω = 5 rad/s (một nửa cộng hưởng ω₀ = 10 rad/s), V₀ = 10 V.
- Cho phép đọc dòng điện tức thời.
- Đọc dòng điện tức thời tại mỗi thời điểm được liệt kê.
3 · Thu thập dữ liệu
| Thời gian t (s) | Dòng điện tức thời i(t) (A) |
|---|---|
| 0.10 | |
| 0.30 | |
| 0.60 |
Vẽ biểu đồ dòng điện i(t) (trục y) so với thời gian t (trục x) cho ba lần đọc của bạn, và phác họa một chu kỳ đầy đủ để thể hiện độ trễ pha so với sóng sin cùng pha với điện áp nguồn.
4 · Phân tích
- Đầu tiên tính Z = √(R² + X²) và φ = atan2(X, R) với X = ωL − 1/(ωC), sử dụng R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, ω = 5 rad/s (cho Z = 25 Ω, φ ≈ −0.64 rad). Sau đó tính i(t) = (V₀/Z)sin(ωt − φ) sử dụng V₀ = 10 V. So sánh với bảng.
- Góc pha ở đây là âm, nghĩa là mạch có giá trị chiếm ưu thế bởi tụ điện ở tần số này (dưới mức cộng hưởng). Giải thích ý nghĩa của φ âm đối với việc dòng điện dẫn trước hay trễ điện áp điều khiển.
5 · Gia hạn
- Biên độ hiện tại ở đây (V₀/Z = 10 /25 = 0.4 A) nhỏ hơn biên độ chính xác ở mức cộng hưởng (V₀/R = 10 /20 = 0.5 A). Giải thích tại sao việc điều khiển mạch RLC off-resonance luôn dẫn đến biên độ dòng điện nhỏ hơn so với việc điều khiển nó ở chế độ cộng hưởng.
- ...với tín hiệu tần số rất cao hoặc tần số rất thấp trộn lẫn với tần số cộng hưởng của nó.
Điện từ học
- Định luật Coulomb: Trường xung quanh điện tích điểm
- Lưỡng cực điện: Xếp chồng hai điện tích trái dấu
- Trường của một dòng điện tích hữu hạn
- Tụ điện song song: Lưu trữ điện tích và năng lượng
- Một quả cầu tích điện cô lập
- Một tụ điện thực phù hợp với một thành phần mạch
- Lực Lorentz: Một điện tích chuyển động trong từ trường
- Từ trường của dây dẫn có dòng điện
- Từ trường bên trong một điện từ
- Định luật Faraday: EMF từ trường thay đổi
- Định luật Faraday: EMF từ diện tích thay đổi
- Định luật Faraday: Cả trường và diện tích thay đổi cùng một lúc