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Circuiti elettrici RC/RL/LC

Panoramica

Fonte: Yong P. Chen, PhD, Dipartimento di Fisica e Astronomia, College of Science, Purdue University, West Lafayette, IN

Condensatori (C), induttori (L) e resistori (R) sono ciascuno un importante elemento circuitale con comportamenti distinti. Un resistore dissipa energia e obbedisce alla legge di Ohm, con la sua tensione proporzionale alla sua corrente. Un condensatore immagazzina energia elettrica, con la sua corrente proporzionale alla velocità di variazione della sua tensione, mentre un induttore immagazzina energia magnetica, con la sua tensione proporzionale alla velocità di variazione della sua corrente. Quando questi elementi del circuito sono combinati, possono far variare la corrente o la tensione nel tempo in vari modi interessanti. Tali combinazioni sono comunemente utilizzate per elaborare segnali elettrici dipendenti dal tempo o dalla frequenza, ad esempio in circuiti a corrente alternata (CA), radio e filtri elettrici. Questo esperimento dimostrerà i comportamenti dipendenti dal tempo dei circuiti resistore-condensatore (RC), resistore-induttore (RL) e induttore-condensatore (LC). L'esperimento dimostrerà i comportamenti transitori dei circuiti RC e RL utilizzando una lampadina (resistore) collegata in serie a un condensatore o induttore, al momento del collegamento (e dell'accensione) di un alimentatore. L'esperimento dimostrerà anche il comportamento oscillatorio di un circuito LC.

Procedura

1. Utilizzo di un oscilloscopio

  1. Ottenere un oscilloscopio, una piccola lampadina (con resistenza R di pochi Ω), un interruttore e un'alimentazione di tensione CC (o in alternativa una batteria da 1,5 V).
  2. Collegare il circuito come mostrato nella Figura 4, con l'interruttore aperto. Le connessioni in questo esperimento possono essere fatte con cavi, morsetti o spine a banana nelle porte di ricezione degli strumenti.
  3. Selezionare la scala verticale dell'oscilloscop

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Risultati

Per il passaggio 1, la lampadina si accende e si spegne "istantaneamente" quando si chiude (passaggio 1.4) e si apre (nel passaggio 1.5) l'interruttore. Le tracce rappresentative dell'oscilloscopio sono mostrate nella Figura 8.

Per il passaggio 2.3, dopo aver chiuso l'interruttore, si può osservare che ci vuole una piccola ma notevole quantità di tempo per accendere la lampadina (invece che istant..

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RC CircuitRL CircuitLC CircuitResistorInductorCapacitorElectrical DevicesDissipates EnergyStores EnergyElectric FieldMagnetic FieldTime dependent ResponseFrequency dependent ResponseAC Signal ProcessingRadiosElectrical FiltersOscillationResistive Energy LossCurrent BehaviorVoltage Behavior

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0:07

Overview

1:04

Principles Behind the RC/RL/LC Circuits

4:15

Using an Oscilloscope

5:06

RC Circuit

6:13

RL Circuit

7:09

LC Circuit

7:54

Applications

9:03

Summary

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