🔌 RLC-контур — Резонанс та коливання
Послідовний RLC-контур підпорядковується рівнянню L d²Q/dt² + R dQ/dt + Q/C = Vs. На резонансі ω₀ = 1/√(LC) імпеданс суто активний і струм максимальний. Міняйте R, L, C для вивчення незгасаючих коливань, критичного загасання та добротності.
Режим
Компоненти кола
Розраховані значення
Відображення
Що демонструє симулятор
Послідовний RLC-контур є електричним аналогом системи маса-пружина-демпфер. Заряд Q на конденсаторі відповідає переміщенню, струм I = dQ/dt — швидкості, а котушка індуктивності накопичує магнітну енергію подібно до того, як маса накопичує кінетичну енергію. Контур коливається з частотою ω₀ = 1/√(LC) при недогасанні (R < 2√(L/C)). Добротність Q = ω₀L/R визначає гостроту резонансного піку та кількість коливань до затухання.
Як користуватись
- Вільний режим: спостерігайте природні загасаючі коливання Q(t) та I(t)
- Вимушений режим: змінюйте частоту збудження — амплітуда досягає максимуму при ω₀
- Зменшуйте R для загострення резонансу (вища Q) та сповільнення затухання
- Крива імпедансу Z(ω) = √(R² + (ωL − 1/ωC)²) показує мінімум при ω₀
Чи знаєте ви?
RLC-контури лежать в основі радіоналаштування: антенний контур вашого телефону — це RLC-резонатор, C (або L) якого підлаштовується для прийому точної несучої частоти. Добротність кварцового кристалічного осцилятора може перевищувати 100 000, що забезпечує точну синхронізацію в GPS-приймачах та атомних годинниках.