serie LCR experimento

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Estoy haciendo un experimento de LCR en serie para medir la toma de frecuencia resonante, R = 100 ohm; L = 40 mH; C = 0.1uF. Estoy usando un oscilador de audio de 10KHz que tiene 10V p-p como entrada.

He fijado el voltaje de entrada en 3V (valor rms). Pero, al aumentar la frecuencia (por ejemplo, desde 100Hz), el voltaje de entrada continúa disminuyendo hasta que alcanzo la frecuencia de resonancia (aproximadamente 2 KHz) y luego aumenta al aumentar la frecuencia.  Por ejemplo: a 100 Hz, Vi = 3V;              A 2000Hz, Vi = 2.2V;              A 10KHz, Vi = 2.4V

¿Hay algún problema con el circuito? ¿Qué se debe hacer para estabilizar el voltaje de entrada, Vi?

    
pregunta Nik

3 respuestas

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La mayoría de los generadores de señal tienen una impedancia de salida configurada en generalmente 50 ohmios. Algunos se pueden configurar a 600 ohmios y otros se pueden configurar a cero ohmios, aunque los que se configuran a cero ohmios no podrán suministrar amperios de señal, sino que se limitarán de alguna manera al azar.

En la resonancia, la impedancia de L + C + R será R porque Xc y Xl son idénticas | impedancias | Pero de polaridad opuesta. La impedancia neta es R: -

R luego carga la salida del generador de señal y obtienes la señal completa en las frecuencias bajas y altas y una fracción de la señal en la resonancia.

    
respondido por el Andy aka
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Para complementar la otra respuesta y los comentarios con algunos gráficos, calculados con los valores reales de sus parámetros, aquí está la impedancia de su circuito RLC en serie, que se muestra en un gráfico log-log (Log | Z | vs Log f)

Tengaencuentaqueelvalormínimoes10^2=100ohmiosa10^3.4=2,5kHz,lafrecuenciaderesonanciadelcircuito.

Porlotanto,sugeneradordeseñalesveráunavariabledecargaenlafrecuencia.Suponiendoquetieneungeneradoridealconunaresistenciaenseriede50ohmios,básicamenteseenfrentaaundivisordevoltajequelepermitirátenersolounafraccióndelVinnominalenlasalidadelgeneradordeseñal.Estoesloquevaríalaatenuacióndedichodivisorconlafrecuencia(escalaslineales,frecuenciaenhercios)

Y debería poder replicar esa gráfica, siempre que su instrumento sea capaz de proporcionarle valores reales de RMS en todo el rango de frecuencias. Tenga en cuenta que este gráfico no es compatible con los valores que informó. Para tener 2.4 V a 10 kHz, la resistencia interna del generador debe ser de solo 2.5 ohmios. O bien proporcionó valores aproximadamente representativos, o sus instrumentos le están mintiendo (tal vez no sean capaces de alcanzar los 10 KHz, tal vez no estén midiendo el verdadero RMS, tal vez --- algo más, quién sabe, tolerancia en sus componentes - la frecuencia de resonancia puede ser más alta que el valor nominal de 2,5 kHz o la fase de la impedancia de carga es jugar trucos en el generador ...).

    
respondido por el Sredni Vashtar
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Su oscilador de audio de 10KHz no es capaz de conducir la carga.

La resistencia no tiene nada que ver con la frecuencia de resonancia, pero sí determina la corriente que fluye en la resonancia.

En la frecuencia de resonancia, \ $ X_L = X_C \ $, entonces \ $ Z = \ sqrt {R ^ 2 + (X_L - X_C) ^ 2} = R \ $. Esto significa \ $ I_ {MAX} = \ frac {3V} {100 \ Omega} = 30mA \ $.

Parece que su oscilador de audio no puede conducir una carga de 30 mA. Disminuye tu resistencia o incluso elimínala.

Esto encaja con las características que estás observando. Por debajo de la frecuencia de resonancia, la impedancia del circuito es capacitiva (\ $ X_L < X_C \ $). Arriba, inductivo (\ $ X_L > = X_C \ $). A medida que se acerca la frecuencia de resonancia, desde cualquier dirección, el circuito se vuelve resistivo. El oscilador no es capaz de 30 mA, por lo que emite lo que puede.

    
respondido por el StainlessSteelRat

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