Mạch RLC nối tiếp: Giảm chấn và cộng hưởng

1 · Dự đoán

...có dao động (giảm chấn yếu) hay không (giảm chấn mạnh/quá giảm chấn).

• Điện trở lớn hơn làm cho dao động dễ xảy ra hơn.
• Điện trở không ảnh hưởng đến việc mạch có dao động hay không, chỉ ảnh hưởng đến tốc độ ổn định của nó.
• Điện trở lớn hơn sẽ ngăn chặn dao động - nhiều điện trở hơn có nghĩa là tiêu tán nhiều năng lượng hơn trên mỗi chu kỳ, làm giảm bất kỳ tiếng chuông nào.

2 · Thiết lập

1. Mở cài đặt trước rlc-series và nhấn Reset. L = 1 H, C = 0.01 F cố định; nguồn cung cấp pin 10 V.
2. Kích hoạt tính năng đọc điện áp tụ điện và dòng điện cuộn cảm.
3. Đặt giá trị điện trở cho mỗi lần thử và tính hệ số giảm chấn ζ = R / (2√(L/C)).

3 · Thu thập dữ liệu

Phác thảo, đối với mỗi giá trị R, cho dù bạn mong muốn điện áp của tụ điện tăng vọt và đổ chuông (ζ < 1 , giảm chấn), giải quyết theo cách tiếp cận trơn tru nhanh nhất có thể (ζ = 1 , giảm chấn nghiêm trọng) hay tiếp cận chậm mà không vượt quá (ζ > 1 , giảm chấn quá mức).

4 · Phân tích

1. Đối với một lần thử, hãy tính f₀ = 1 /(2π√(LC)) sử dụng L = 1 H, C = 0.01 F (tương tự cho mọi lần thử, vì nó không phụ thuộc vào R), sau đó ζ = R/(2√(L/C)). So sánh cả hai với bảng.
2. R = 20 Ω mặc định của mạch này cho đúng ζ = 1 (giảm chấn tới hạn) — ở giá trị đó hãy nhấn Phát và quan sát điện áp trên tụ tiến gần 10 V nhanh nhất có thể mà không vượt quá. Giải thích rằng ở R = 10 Ω (ζ = 0,5, giảm chấn dưới ngưỡng) bạn sẽ thấy gì.

5 · Gia hạn

1. Các hệ thống giảm chấn tới hạn (ζ = 1) được đánh giá cao trong kỹ thuật - ví dụ như bộ giảm xóc ô tô - vì chúng trở về trạng thái cân bằng nhanh nhất mà không bị vọt lố hoặc nảy lên. Giải thích tại sao bộ giảm xóc không được giảm chấn (ζ < 1) lại gây ra cảm giác lái không thoải mái và nảy.
2. Tần số cộng hưởng f₀ = 1/(2π√(LC)) chỉ phụ thuộc vào L và C, hoàn toàn không phụ thuộc vào R - R chỉ điều khiển độ giảm chấn. Giải thích tại sao mạch điều chỉnh vô tuyến RLC sử dụng L và C (không phải R) để chọn tần số của đài mà nó đáp ứng.

Vật lý đằng sau thí nghiệm này

← Quay lại thử nghiệm

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