RLC Devreleri ve Mekanik Rezonans Analizi

PhysicsAlternating CurrentOrtaYKS

Yayınlanma:

14. Bir seri RLC devresi alternatif akım kaynağına bağlanmıştır. Devredeki bobinin indüktansı ve kondansatörün kapasitansı uygun şekilde ayarlandığında, rezonans frekansı oluşur ve devreden maksimum akım geçer. (Şekil: R, L, C elemanlarının seri bağlı olduğu bir RLC devresi diyagramı) Benzer şekilde, büyük bir asma köprü de belirli bir doğal titreşim frekansına sahiptir. Eğer rüzgâr veya yayaların ritmik hareketleri bu frekansa eşit veya çok yakın olursa, köprü şiddetli salınımlar yaparak çökebilir. Buna göre, elektrik devrelerindeki rezonans ile köprülerin mekanik rezonansı arasındaki benzerlikler dikkate alındığında aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır? A) RLC devresinde rezonans frekansında devrenin empedansı omik direnç değerine eşittir. B) Rüzgârın etkisiyle salınan bir köprüde rezonans oluşmaz, çünkü rezonans yalnızca elektriksel sistemlerde görülür. C) AC devrelerde rezonans durumunda omik dirençte açığa çıkan enerji maksimum olur. D) RLC devresinde rezonans, bobin ve kondansatörün reaktanslarının eşit olmasıyla gerçekleşir. E) Köprü mühendisleri rezonansı önlemek için yapıya sönümleyici elemanlar ekler.

Soruda görsel içerik var: Şekil, seri bir RLC devresini göstermektedir. Devre, bir AC güç kaynağı (Vs), bir direnç (R), bir bobin (L) ve bir kondansatörden (C) oluşmaktadır. R, L ve C bileşenleri birbirine seri bağlanmıştır. Şekilde bileşenlerin üzerindeki voltaj düşüşlerini gösteren VR, VL ve VC etiketleri kesikli çizgilerle belirtilmiştir.

Animasyonlu Video Çözüm

İlk yarısı ücretsiz izlenebilir, tamamı uygulamada.

Adım Adım Yazılı Çözüm

1
Adım 1

Merhaba Ceylan, bu soruda elektriksel ve mekanik sistemlerdeki rezonans olaylarını ve aralarındaki benzerlikleri inceleyeceğiz.

Rezonans Olayı

2
Adım 2

Önce seri bir RLC devresini hatırlayalım. Devrenin toplam direnci olan empedansı, büyük Z harfi ile gösteriyoruz.

$$Z = \sqrt{R^2 + (X_L - X_C)^2}$$
3
Adım 3

Rezonans durumunda bobinin indüktif reaktansı, yani X L, kondansatörün kapasitif reaktansı olan X C'ye eşit olur.

$$X_L = X_C$$
4
Adım 4

Bu eşitlik sağlandığında, formüldeki parantez içi sıfır olur ve empedans en küçük değeri olan saf direnç R'ye eşitlenir. Bu durum A seçeneğinde doğru ifade edilmiştir.

5
Adım 5

Empedans en küçük değerini aldığında, Ohm kanununa göre devreden geçen akım maksimum olur.

$$I_{max} = \frac{V}{Z_{min}} = \frac{V}{R}$$
6
Adım 6

Akımın maksimum olması, omik direnç üzerinde birim zamanda açığa çıkan enerjinin, yani gücün de maksimum olması demektir. Dolayısıyla C ve D seçenekleri de doğrudur.

$$P = I^2 \cdot R$$

Çözümün devamı Solvi’de

6 adım daha kilitli. Tamamını animasyonlu ve sesli anlatımla ücretsiz izle.

Fotoğrafını çek, her soruyu böyle çöz.

App Store’dan indir Google Play’den edin

İndirmesi ücretsiz · İlk çözümler hediye

100K+Her gün çözülen soru
50K+Öğrenen öğrenci
4.8 ★App Store puanı

Soru Bilgileri

Ders
Physics
Konu
Alternating Current
Zorluk
Orta
Sınav
YKS
Soru Tipi
Çoktan Seçmeli

Her soruyu saniyeler içinde çöz

Fotoğrafını çek, yapay zeka adım adım, sesli ve animasyonlu anlatsın.

App Store’dan indir Google Play’den edin
Solvi
Çözümün devamı uygulamadaİndirmesi ücretsiz · İlk çözümler hediye
İndir