الكهرومغناطيسية
RLC بعيدًا عن الرنين
تُثار هذه التجربة تحت الرنين: المفاعلة السعوية تهيمن، فيتقدم التيار الجهد (φ < 0).
RLC بعيدًا عن الرنين — محاكاة الكهرومغناطيسية تفاعلية. تُثار هذه التجربة تحت الرنين: المفاعلة السعوية تهيمن، فيتقدم التيار الجهد (φ < 0). مختبر فيزياء افتراضي مجاني يعمل في المتصفح مع قياسات حية بوحدات النظام الدولي وشرح موجّه.
ممانعة خارج الرنين
دون الرنين، يتقدم التيار السعوي الجهد (φ < 0).
تُثار هذه التجربة تحت الرنين: المفاعلة السعوية تهيمن، فيتقدم التيار الجهد (φ < 0).
- Z > R بعيدًا عن الرنين
- φ ≠ 0
موجز التحقيق
خطط للسؤال قبل فتح المختبر
تعكس المقدمة الصفحة المُصيّرة مسبقًا: سؤال القيادة، والتوقعات المتنافسة، وأدوار المتغيرات، والقوانين الحاكمة، والتجهيز، والتحليل، وأسئلة التوسع تبقى مرئية وبهذا الترتيب.
السؤال القائد
هذه الدائرة RLC مُثارة خارج الرنين (عند نصف تردده الرنين)، فيتخلف تيارها أو يتقدم عن جهد الإثارة بزاوية طور ثابتة. هل ما يزال التيار اللحظي يتذبذب جيبيًا عند تردد الإثارة نفسه؟
توقعات للموازنة
- لا — يتذبذب التيار عند تردد مختلف عن الإثارة.
- نعم — يتذبذب التيار عند تردد الإثارة بالضبط، مزاح الطور فقط نسبة إلى الجهد.
- التيار ليس جيبيًا أصلًا في الحالة المستقرة.
أدوار المتغيرات
ما تضبطه:
- الزمن t (s)
ما تقيسه:
- التيار اللحظي i(t) (A)
كيف يجري التحقيق
- افتح مسبق RLC خارج الرنين واضغط إعادة الضبط. R = 20 Ω و L = 1 H و C = 0.01 F، قيادة ω = 5 rad/s (نصف ω₀ الرنانة = 10 rad/s)، V₀ = 10 V.
- فعّل قراءة التيار اللحظي.
- اقرأ التيار اللحظي عند كل زمن مدرج.
ما يطلب من الطلاب استخراجه في ورقة العمل القابلة للطباعة
- احسب أولًا Z = √(R² + X²) و φ = atan2(X, R) مع X = ωL − 1/(ωC)، باستخدام R = 20 Ω و L = 1 H و C = 0.01 F و ω = 5 rad/s (معطيًا Z = 25 Ω و φ ≈ −0.64 rad). ثم احسب i(t) = (V₀/Z)sin(ωt − φ) باستخدام V₀ = 10 V. قارن بالجدول.
- زاوية الطور هنا سالبة، أي أن الدائرة يهيمن عليها المكثف عند هذا التردد (دون الرنين). اشرح ماذا تعني φ السالبة لتقدم التيار على جهد الإثارة أو تخلفه.
أين يظهر هذا خارج المختبر
- سعة التيار هنا (V₀/Z = 10/25 = 0.4 A) أصغر مما ستكون عليه عند الرنين تمامًا (V₀/R = 10/20 = 0.5 A). اشرح لماذا قيادة دائرة RLC خارج الرنين تنتج دائمًا سعة تيار أصغر من قيادتها عند الرنين.
- لأن الترددات خارج الرنين تنتج سعات تيار أصغر، تعمل دائرة RLC مرشح ترددات طبيعيًا. اشرح لماذا تستجيب هذه الدائرة استجابة ضعيفة لإشارة عالية التردد جدًا أو منخفضة التردد جدًا ممزوجة بترددها الرنين.
- AP Physics 2 — Unit 12: Magnetism and Electromagnetism
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 13: Electromagnetic Induction
- IB Physics — D.4 Induction
- General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
- NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
- أهلًا بك في RLC خارج الرنين
- حدد دائرة RLC
- اضغط تشغيل
- فوق الرنين أو تحته
- افتح لوحة الخصائص
- أحسنت!
افتح المحاكاة التفاعلية لبناء المشهد، واضغط تشغيل، واستكشف بقياسات حية وشرح موجّه.