140 検討材料・ヒント・実験紹介
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3つの課題をクリアするにはどうすればいいか.
どんなデータをとればレポートになるのか.
121 開発課題へのヒントで,少し掴めてきたかと思う.
また,500:参考実験集 を紐解けば,具体的な実験の手順が提示されている.
それらを踏まえ,ここでもう少し細かい考え方を整理してみよう.
※理論については 600:参考理論集 参照.
電気回路の基本
※参考:「611 電気回路実験とは?」
電気回路の基本となる 回路構成と回路特性
(1) RC回路:過渡特性,周波数特性
(2)LC(R)直列回路:過渡特性,周波数特性
(3)LC(R)並列回路:過渡特性,周波数特性
※本実験の回路は外部$ RがないLC回路
← LCRとLCは同じ意味: Lは内部抵抗$ r'を含むので
→ 外部$ RがないLC回路でもLCR回路と等価
Hint (1) メインターゲット
settings.icon このテーマはLC直列共振回路の周波数特性がメインターゲット
∴つまり, LCの周波数特性実験はMUST
But!:LC直列回路の実験だけでは精度が確定できない値がある!
Hint(2)$ f_0, Q_0は複数ある
LC直列回路の過渡特性は周波数特性とは別に$ f_0(\omega_0), Q_0, Lをget可能
▶▶ 同じはずの複数の値を比較
→ より詳しい考察ができる!
さらに
「624 RC回路の周波数特性理論」もある!
ここからは減衰直線,-3dBの$ f_0が得られる
Hint(3) 無理には無茶を
「$ Q_0を100倍にしろ」:はっきり言って無理難題
→ 当然,正解はない
まずは$ Qを構成する要素をシンプルに考える
But!:ゴールが現状の延長上にないなら:
非常識な発想が必要!
さらに:ぶっ飛んだ発想を無理矢理でも理論や現実に着地させる!
Hint(3) 一回路では無理な要素も
$ C(キャパシタンス)
$ Cの公称値は実験条件(既知):
マルチメータでの測定値 ← メータの精度は?
→ より正確な値はだせないか?
LC直列回路は$ LとCの相互関係
どちらも測定値通りとは言えない
◀◀ RC回路の過渡特性$ \tauの測定値から算出可能(テキストでは$ C_{(a)})
← よりシンプルな回路,シンプルな反応
→ プロローグ「条件はシンプルから始める」につながる!
やってみる価値あり!
$ L(インダクタンス)
マルチメータでの測定値 ← 精度は?
LC直列回路の過渡特性$ \tau から算出可能
※このように,複数の実験を通して素子の値を検証可能
やってみる価値あり!
settings.icon 自由な発想と実現力が鍵
発想の自由さ ⇔ 無理矢理現実にもってくる強引さ
← 後々の研究活動に役立つ!
← 社会に出ても役立つ!
どういうことかというと……
settings.icon 環境/時間の制約=現実
一つのレポートには短い時間しか与えられない
一回のビジネスチャンスはその時,その状況でしか生まれない
限られた環境,限られた時間の中でこそ,自由に発想し,それを理論や現実に着地させる能力
=「創造力」
思い切り自由に発想し着地点を見つけて下さい!
★ヒントは回答に非ず
これらのヒントは「こうしなさいという指示」ではない.
→ 選ぶのは自分たち
選んだ結果失敗なら:選ば直せばいい!
以下,参考になりそうな実験を紹介
参考実験(1)LC直列$ f特
「510 LC直列回路の f 特性を知る」
参考実験(2)RC過渡特性
「520 RC回路の過渡特性を調べる」
参考実験(3)LC直列過渡特性
「530 LC直列回路の過渡特性を知る」
settings.icon ☆4つの$ Q_0は同値☆
本書の参考実験では$ Q_0を導き出すのに4つのアプローチが紹介されている.
が,1つの回路における$ Q_0の真値は1つのはず.
つまり,実験の測定と算出で求められる$ Q_0は理論的には同値のはず.
測定/算出した結果はどうか?それが違えばどう考える?
⇨ 考察の対象!
◆参考値一覧
settings.icon 測定・算出するべき値のオーダー(概数)
答えではない!
利用法:計算結果が参考値と桁違いだったらどこかでミス!
  https://gyazo.com/33e7900480439f6df84761e707ff5153
◆さらに!
もっと考え足りない人のために:「150 実習課題」を用意した.
以上.
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2024/4/8