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Circuito RC

Descripción:

Las oscilaciones forzadas son las oscilaciones de estado estable en un circuito eléctrico bajo la acción de una fuente externa de voltaje sinusoidal (armónico) de la forma U cos ωt. Las oscilaciones forzadas siempre ocurren a la frecuencia ? de una fuente externa. Un caso especial de un circuito en el que se producen oscilaciones forzadas es un circuito RLC en serie. Si se incluye un voltaje armónico externo en el circuito RLC, entonces la amplitud de las oscilaciones forzadas de la corriente o voltaje a través de los elementos del circuito depende en gran medida de la relación entre la frecuencia del generador ω y la frecuencia natural ω0. Cuando ω = ω0, se produce una resonancia. En la resonancia, las amplitudes de los voltajes a través del capacitor (UC) y el inductor (UL) se vuelven máximas. La gráfica de la relación (UC / U) o (UL / U) se llama curva de resonancia.

La "agudez" de la curva de resonancia depende en gran medida de la pérdida de energía en el circuito. Con un aumento en la resistencia activa del circuito, la curva de resonancia se vuelve menos "aguda". Hay un cambio de fase entre el voltaje del generador y el voltaje del capacitor, dependiendo de la relación entre ω y ω0. En resonancia, el cambio de fase es π / 2.

Es conveniente analizar la relación entre las amplitudes de tensiones y corrientes y sus fases durante las oscilaciones forzadas mediante diagramas vectoriales.

En el modelo de computadora, puede cambiar los parámetros del circuito RLC, así como la frecuencia ω de la fuente externa. Cuando se cambian los parámetros, aparece una nueva curva de resonancia en la pantalla, en la que un punto marca el resultado de un experimento informático. Al mismo tiempo, se muestra un diagrama vectorial, en el que se representan mediante vectores las fluctuaciones de corriente y voltaje en los elementos del circuito.

Tenga en cuenta que con una fuerte amortiguación en el circuito (es decir, con un valor suficientemente grande de la resistencia activa R), el máximo de la curva de resonancia se desplaza algo a la región de baja frecuencia en relación con la frecuencia natural ω0.