Prawa Związane z Prądem Elektrycznym - Stanowisko Dydaktyczne EXP400030 (Elektrotechnika)

Obwód RLC to obwód liniowy zawierający rezystor elektryczny (rezystancja), cewkę (indukcyjność) i kondensator (pojemność). Aby zbadać zachowanie kondensatora w obwodach prądu stałego i przemiennego, napięcie jest mierzone na zaciskach kondensatora, natomiast prąd jest określany na podstawie pomiaru spadku napięcia na rezystorze podłączonym szeregowo. W obwodzie, różnice potencjałów na zaciskach rezystora, a także natężenie prądu można obliczyć, stosując dwa prawa Kirchoffa: prawo węzła i prawo siatki. Prezentowany zestaw edukacyjny oferuje komplet komponentów potrzebnych do łatwej prezentacji podstawowych praw związnych z elektrycznością.

Prawa Kirchoffa

W dowolnym węźle (złączu) w obwodzie elektrycznym suma prądów płynących do tego węzła jest równa sumie prądów wypływających z tego węzła. Prąd to wartość algebraiczna (dodatnia lub ujemna) zdefiniowana w odniesieniu do miejsca podłączenia przewodu. Na przykład, jeśli prąd w przewodzie na wejściu wynosi 3A, oznacza to, że ten przewód ma prąd wychodzący -3A. Zgodnie z prawem węzłów otrzymujemy: i1+i2=i3+i4. Pierwsze prawo Kirchoffa jest ważne tylko wtedy, gdy przepływ pola elektrycznego otaczającego każdy węzeł pozostaje zerowy lub stały. W związku z tym nie jest ważne elektrostatycznie.

Obwód RLC

W elektrokinetyce obwód RLC jest obwodem liniowym zawierającym rezystor elektryczny, cewkę i kondensator. Istnieją dwa typy obwodów RLC: szeregowy i równoległy, zależnie od połączenia trzech komponentów. Zachowanie obwodu RLC jest zwykle opisane równaniem różniczkowym drugiego rzędu (gdzie obwody RL lub RC zachowują się jak obwody pierwszego rzędu). Za pomocą generatora sygnału można wprowadzić do obwodu oscylacje, a w niektórych przypadkach można zaobserwować rezonans, charakteryzujący się wzrostem prądu.

Wzmacniacz Nieodwracający

W tym doświadczeniu zastosowany wzmacniacz operacyjny jest uważany za doskonały i działa w „trybie liniowym”, ponieważ wykorzystuje sprzężenie zwrotne na wejściu odwracającym AOP. Sprzężenie zwrotne na wejściu odwracającym umożliwi ujemne sprzężenie zwrotne: wszystkie wzrosty napięcia wyjściowego zmniejszą napięcie różnicowe na wejściu AOP. W konsekwencji różnica napięć między dwoma wejściami wzmacniacza jest utrzymywana na poziomie zerowym. Co więcej, ponieważ impedancja wejściowa jest nieskończona, przez te wejścia nie płynie prąd. Napięcie Ve jest zatem uzyskiwane na wyjściu nienaładowanego mostka dzielnika napięcia utworzonego przez R2 i R1.