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RC/RL/LC-Schaltungen

Überblick

Quelle: Yong P. Chen, PhD, Department of Physics & Astronomie, College of Science, Purdue University, West Lafayette, IN

(C) Kondensatoren, Induktivitäten (L) und Widerstände (R) sind jeweils eine wichtige Schaltungselement mit unterschiedlichen Verhaltensweisen. Einen Widerstand Energie zerstreut und des Ohmschen Gesetzes mit seiner Spannung proportional zu seinem aktuellen gehorcht. Ein Kondensator speichert elektrische Energie, mit seiner aktuellen Proportional zu der Änderungsrate der Spannung, während eine Induktivität magnetischen Energie mit seiner Spannung proportional zur Änderungsgeschwindigkeit von seinem aktuellen speichert. Wenn diese Schaltungselemente kombiniert werden, verursachen sie den Strom oder Spannung, mit der Zeit in verschiedene, interessante Möglichkeiten zu variieren. Solche Kombinationen sind gebräuchlich, Zeit oder frequenzabhängige elektrische Signale, wie z. B. in Wechselstrom (AC) Schaltungen, Radios und Elektrofiltern zu verarbeiten. Dieses Experiment zeigt die zeitabhängige Verhalten der Widerstand-Kondensator (RC), Widerstand-Induktor (RL) und Induktor-Kondensator (LC) Schaltungen. Das Experiment demonstriert die transiente Verhalten der RC und RL-Schaltungen mit einer Glühbirne (Widerstand) geschalteten Kondensator oder Induktor, auf herstellen (und Einschalten) ein Netzteil. Das Experiment demonstriert auch die oszillierende Verhalten einer LC-Schaltung.

Verfahren

(1) mit Hilfe eines Oszilloskops

  1. Erhalten Sie ein Oszilloskop, eine kleine Glühbirne (mit Widerstand R von ein paar Ω), einen Schalter und eine DC-Spannungsversorgung (oder alternativ eine 1,5 V-Batterie).
  2. Verbinden Sie die Schaltung, wie in Abbildung 4, mit dem Schalter geöffnet. Die Verbindungen in diesem Experiment können mit Kabel, Klemmen, oder Bananen Stecker in Häfen auf den Instrumenten zu erhalten.
  3. Wählen Sie die vertikale Skala das Oszilloskop auf ei

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Ergebnisse

Für Schritt 1, die Glühbirne wird "sofort" biegen Sie auf und ab, wenn (Schritt 1.4) schließen und Öffnen des Schalters (im Schritt 1.5). Repräsentative Oszilloskop Spuren sind in Abbildung 8dargestellt.

Für Schritt 2.3, nach Schließen des Schalters kann festgestellt werden, dass es eine kleine aber spürbar für die Glühbirne einschalten Zeitdauer (anstatt sofort wie in Schritt 1). Wenn zwe...

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Anwendung und Zusammenfassung

In diesem Experiment haben wir bewiesen, dass der Zeit abhängigen Reaktion (exponentielle ein- / ausschalten) in RC und RL-Schaltungen und wie verändert den Widerstand der Zeitkonstante auswirkt. Wir zeigten auch die oszillierende Reaktion in einem LC-Stromkreis.

RC, RL und LC-Schaltungen sind wesentliche Bausteine in vielen Schaltung Anwendungen. RC und RL-Schaltungen werden z. B. häufig verwendet als Filter (unter Ausnutzung der Tatsache, die dass Kondensatoren neigen zu hochfrequenten Si...

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