Studiul unui circuit RLC în regim sinusoidal forțat (Partea 1) - DEFAR Sci

Știați că software-ul LTspice este foarte util pentru o primă schiță a unui circuit electric și pentru a înțelege cum funcționează? Așa cum am făcut cu circuitele anterioare, acest studiu va fi, de asemenea, o oportunitate de a descoperi alți parametri ai software-ului. Prin urmare, va trebui să trasăm schema electrică a exercițiului 5 de fizică a bacalaureatului senegalez 2014, seria S1-S3, identică cu cea din al doilea articol al meu; dar de data aceasta comportamentul său va fi studiat diferit.

Aici mergem pentru un studiu al rezonanței în intensitate și a rezonanței în tensiune a circuitului RLC!

Studiu teoretic

Vorbim despre un regim forțat atunci când impunem unui circuit o tensiune sinusoidală livrată de un generator. În regim sinusoidal forțat, toate cantitățile electrice sunt sinusoidale la aceeași pulsație (ω).

Diagrama care ne permite să studiem rezonanța în intensitate este următoarea:

unui
Figura 1: Circuit serial RLC

În general, tensiunea pe acest circuit este scrisă: u (t) = Umax * sin (ωt) și intensitatea curentului:

i (t) = Imax * sin (ωt -?).

Proiectarea circuitului

Pentru a realiza circuitul în LTspice, vom avea nevoie de:

  • a unui generator de joasă frecvență (GBF) a cărei frecvență poate fi variată și care furnizează un semnal sinusoidal de amplitudine 1V, fixat în timpul manipulării,
  • a unei bobine de inductanță L = 0,4H,
  • a unui conductor de rezistență ohmică R = 50Ω
  • a unui condensator C = 8μF.

Pentru a adăuga elementele, vom proceda după cum urmează:

  • Faceți clic stânga pe simbolul dorit al Bara de editare schematică,
  • Ctrl-R și Ctrl-M să-l rotească sau să-l obțină simetric (oglindă),
  • Mutați mouse-ul în locul în care doriți să poziționați elementul,
  • Faceți clic stânga pentru a „remedia” elementul
  • Faceți clic dreapta pe simbolul componentei pentru a-i modifica valoarea.

NB: Pentru componente, oferim doar valorile; unitatea este deja definită.

Figura 2: Circuitul RLC sub LTspice (1)

Pentru a identifica mai bine componentele, le puteți schimba numele făcând clic dreapta pe numele implicit al componentei. De asemenea, puteți adăuga etichete în diagramă pentru a găsi cu ușurință tensiunea sau curentul de vizualizat: (Intrare) pentru tensiunea pe GBF și (Ieșire) peste R.

Figura 3: Adăugați o etichetă

Simulare

Facem clic pe „semen” iar fereastra editează comanda de simulare va aparea. Vom alege analiza tranzitorie care calculează toate variabilele curente în funcție de timp în circuit cu următoarele opțiuni: o perioadă de 20 ms cu un interval de 2 ms.

Asigurați-vă că comanda scrisă în partea de jos a ferestrei apare în Schematic (partea componentelor).

Figura 4: Configurarea unei analize temporale

În primul rând, apare o fereastră neagră. Ne permite să vizualizăm toate variabilele din circuit. Facem clic dreapta pe fereastră și alegem tensiunea sau curentul a cărei evoluție am vrea să o vedem.