Fizică Electricitate
Exercitii rezolvate circuit RLC clasa 12
Circuitele RLC implică rezistențe, bobine și condensatori, analizate în regim sinusoidal la clasa a 12-a. Exercițiile se rezolvă calculând impedanța, curentul și defazajul. De exemplu, pentru un circuit RLC serie, impedanța este Z = √(R² + (ωL - 1/(ωC))²), unde ω este pulsația.
Exercițiu 1: Circuit RLC serie
- 1 Datele problemei R = 50 Ω, L = 0,1 H, C = 10 μF, tensiunea de alimentare U = 100 V, frecvența f = 50 Hz. Calculează curentul.
- 2 Calcul pulsație ω = 2πf = 2 * 3,14 * 50 = 314 rad/s.
- 3 Calcul reactanțe XL = ωL = 314 * 0,1 = 31,4 Ω; XC = 1/(ωC) = 1/(314 * 10e-6) ≈ 318,5 Ω.
- 4 Calcul impedanță Z = √(50² + (31,4 - 318,5)²) = √(2500 + (-287,1)²) ≈ √(2500 + 82400) ≈ √84900 ≈ 291,4 Ω.
- 5 Calcul curent I = U / Z = 100 V / 291,4 Ω ≈ 0,343 A.
Exercițiu 2: Rezonanță în circuit RLC
- 1 Datele problemei R = 30 Ω, L = 0,2 H, C = 5 μF. Determină frecvența de rezonanță.
- 2 Formula rezonanței f0 = 1 / (2π√(LC)).
- 3 Calcul f0 = 1 / (2 * 3,14 * √(0,2 * 5e-6)) ≈ 1 / (6,28 * √(1e-6)) ≈ 1 / (6,28 * 0,001) ≈ 159,2 Hz.
- 4 Interpretare La această frecvență, reactanța inductivă și capacitivă se anulează, impedanța este minimă (Z = R).
Pentru circuite RLC, notează întotdeauna valorile în unități SI: henry pentru inductanță, farad pentru capacitate.