Dạng sóng hiện tại RLC cách xa cộng hưởng
1 · Dự đoán
Mạch RLC này được điều khiển ở chế độ tắt cộng hưởng (bằng một nửa tần số cộng hưởng của nó), do đó dòng điện của nó trễ hoặc dẫn điện áp điều khiển một góc pha cố định. Dòng điện tức thời có còn dao động hình sin cùng tần số với biến tần 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.
- Vì tần số off-resonance tạo ra biên độ dòng điện nhỏ hơn nên mạch RLC hoạt động như một bộ lọc tần số tự nhiên. Giải thích tại sao mạch này phản ứng yếu với tín hiệu rất tần số cao hoặc rất tần số thấp trộn lẫn với tần số cộng hưởng của nó.