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?

2 · Thiết lập

  1. 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.
  2. Cho phép đọc dòng điện tức thời.
  3. 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

  1. 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.
  2. 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

  1. 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.
  2. ...với tín hiệu tần số rất cao hoặc tần số rất thấp trộn lẫn với tần số cộng hưởng của nó.

← Quay lại thử nghiệm

Điện từ học

138 Phiếu Bài Tập Thí Nghiệm Vật Lý Miễn Phí Có Thể In