Изследването на RLC верига в принудителен синусоидален режим (Част 1) - DEFAR Sci

Знаете ли, че софтуерът LTspice е много полезен за първа скица на електрическа верига и за разбиране как работи? Както направихме с предишните схеми, това проучване ще бъде и възможност за откриване на други параметри на софтуера. Следователно ще трябва да начертаем електрическата схема на упражнение 5 по физика на сенегалския бакалавър 2014, серия S1-S3, идентична с тази на втората ми статия; но този път поведението му ще се изучава по различен начин.

Оставихме за изследване на резонанса по интензитет и резонанса по напрежение на RLC веригата!

Теоретично изследване

Говорим за принудителен режим, когато налагаме синусоидално напрежение на верига, доставена от генератор. При принудителен синусоидален режим всички електрически величини са синусоидални при една и съща пулсация (ω).

Диаграмата, която ни позволява да изследваме резонанса по интензитет, е както следва:

режим
Фигура 1: Серийна RLC верига

Като цяло напрежението на клемите на тази схема е написано: u (t) = Umax * sin (ωt) и интензитета на тока:

i (t) = Imax * sin (ωt -?).

Дизайн на веригата

За да направим веригата в LTspice, ще ни трябва:

  • на нискочестотен генератор (GBF) чиято честота може да варира и която доставя амплитуден синусоидален сигнал 1V, фиксиран по време на работа,
  • на индуктивна намотка L = 0,4Н,
  • на омичен проводник на съпротивление R = 50Ω
  • на кондензатор C = 8μF.

За да добавим елементите, ще продължим по следния начин:

  • Щракнете с левия бутон върху желания символ на Лента за редактиране на схемата,
  • Ctrl-R и Ctrl-M да го завъртите или да получите неговото симетрично (огледало),
  • Преместете мишката до мястото, където искате да позиционирате елемента,
  • Щракнете с левия бутон, за да "поправите" елемента
  • Щракнете с десния бутон върху символа на компонента, за да промените стойността му.

NB: За компонентите просто даваме стойностите; единицата вече е дефинирана.

Фигура 2: RLC верига под LTspice (1)

За да идентифицирате по-добре компонентите, можете да промените имената им, като щракнете с десния бутон върху името по подразбиране на компонента. Можете също да добавите етикети в диаграмата, за да намерите лесно напрежението или тока, който да визуализирате: (Вход) за напрежението в GBF и (изход) през R.

Фигура 3: Добавяне на етикет

Симулация

Кликваме върху "Колега" и прозореца редактиране на симулационна команда ще се появи. Ще изберем преходния анализ, който изчислява всички променливи на тока като функция от времето във веригата със следните опции: период от 20 ms с интервал от 2 ms.

Уверете се, че командата, написана в долната част на прозореца, се появява в схемата (част от компонентите).

Фигура 4: Настройване на времеви анализ

Първо се появява черен прозорец. Позволява ни да визуализираме всички променливи във веригата. Щракваме с десния бутон върху прозореца и избираме напрежението или тока, чието развитие бихме искали да видим.