Métodos precisos para medir la energía en un circuito RLC

Lo importante es utilizar un osciloscopio que permita manipulaciones matemáticas con las trazas mostradas. Si considera el siguiente circuito eléctrico, verá una \ $ RLC \ $ red excitada con una condición inicial (.IC) en el capacitor.

Elalcancepuedemostrarlacorrienteinductivaenunatrazamientrasqueelsegundomuestraelvoltajeatravésdelcondensador.Siemprequepuedacuadrarlasentradas,laenergíainstantáneasedefinecomo\$w_{tot}(t)=w_L(t)+w_C(t)=\frac{1}{2}Li_L^2(t)+\frac{1}{2}Cv_C^2(t)\$.Sitodoestábien,debesobtenerelsiguientegráfico:

Puede ver que los picos de energía en el condensador en \ $ t = 0 \ $ luego se transfieren entre los dos elementos de almacenamiento de energía \ $ C \ $ y \ $ L \ $. Debido a la presencia de resistencia, esta transferencia de energía tiene pérdidas y la potencia se disipa en calor en la resistencia. El término resistivo es amortiguar el circuito y proporciona un término real a los polos del circuito. Cuanto más resistencia tiene, menos eficiente es el circuito: la respuesta es oscilatoria y se extingue rápidamente a 0. Por el contrario, cuando se reduce \ $ R \ $, se disipa menos energía durante el proceso de oscilación que dura más tiempo. Si \ $ R \ $ es 0, o si proporciona un medio para compensar activamente las pérdidas, la parte real de las raíces desaparece y los polos son puramente imaginarios: usted ha construido un oscilador. Tenga en cuenta que la amortiguación no se produce solo a través de las vías óhmicas, sino también a través de pérdidas magnéticas y dieléctricas.

Puede leer el factor de calidad \ $ Q \ $ del voltaje a través del capacitor. El primer pico negativo es 3.645 V, mientras que el segundo es 1.938 V. El factor de calidad se calcula mediante \ $ Q = \ sqrt {\ left (\ frac {3.14} {ln (\ frac {3.645} {1.938})} \ right ) ^ 2 + 0.25} = 4.996 \ $. El otro enfoque es calcular el factor de calidad utilizando energía: \ $ Q = 2 \ pi \ frac {(almacenado \; energía)} {(energía \; disipado \; por \; ciclo)} \ $.