Електромагнетизъм

Свързан установен RLC

Тази аналитична установена маса показва векторно Z, I и фазата за същите R, L, C; отделната настройка във Вериги моделира преходния процес при ключване.

Свързан установен RLC — интерактивна симулация Електромагнетизъм. Тази аналитична установена маса показва векторно Z, I и фазата за същите R, L, C; отделната настройка във Вериги моделира преходния процес при ключване. Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.

RLC преходни процеси

Установен векторен RLC; Вериги показва преходния процес при ключване.

Тази аналитична установена маса показва векторно Z, I и фазата за същите R, L, C; отделната настройка във Вериги моделира нейния преходен процес при ключване.

• ω₀ = 1/√(LC)
• Връзка към лаборатория Вериги

Резюме на изследването

Планирай въпроса, преди да отвориш лабораторията

Краткото описание повтаря пререндерираната страница: водещият въпрос, съперничещите предсказвания, ролите на променливите, управляващите закони, постановката, анализът и разширяващите подсказки остават видими и в този ред.

Водещ въпрос

Този експеримент ползва точно същите стойности R, L, C като експеримента RLC последователно, разгледани тук като векторна/AC задача вместо като преходен процес при включване. Докато местиш честотата на задвижване далеч от резонанса и в двете посоки, намалява ли амплитудата на тока винаги?

Предсказвания за преценка

• Да — отдалечаването от резонанса и в двете посоки (по-високо или по-ниско ω) намалява амплитудата на тока, понеже импедансът расте и от двете страни.
• Амплитудата на тока намалява само за честоти над резонанса.
• Амплитудата на тока намалява само за честоти под резонанса.

Роли на променливите

Какво задаваш ти:

• Честота на възбуждане ω (rad/s)

Какво измерваш:

• Амплитуда на пиковия ток I_peak (A)

Как протича изследването

1. Отвори настройката RLC във вериги и натисни Нулирай. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, V₀ = 10 V — идентични на компонентите на експеримента RLC последователно.
2. Включи показанието за амплитуда на тока.
3. Задай ъгловата честота на задвижване за всеки опит (като кратно на ω₀ = 10 rad/s) и запиши пиковата амплитуда на тока.

Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист

• За един опит изчисли Z = √(R² + (ωL − 1/(ωC))²) с R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, после I_peak = V₀/Z с V₀ = 10 V. Сравни с таблицата.
• Потвърди, че двата ти извънрезонансни опита (под и над ω₀) дават равна амплитуда на тока, когато са на равно разстояние от резонанса в този конкретен случай. Обясни защо амплитудата на тока върху точно на ω₀ и пада симетрично на логаритмична честотна скала.

Къде това се появява извън лабораторията

• Експериментът RLC последователно показва отговора на стъпка на същия хардуер (преходен процес при включване) към постоянна батерия 10 V, не синусоидално задвижване. Обясни защо „импеданс“ и „резонанс“ са концепции за AC установено състояние, които не се прилагат директно към този DC сценарий при включване.
• Колко рязко пада амплитудата на тока далеч от резонанса се описва с „добротата“ Q = ω₀L/R на веригата. С R = 20 Ω, L = 1 H, ω₀ = 10 rad/s на тази верига изчисли Q и обясни дали тази верига има остър или широк резонансен пик.

• 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

1. Добре дошъл при RLC във вериги
2. Избери RLC веригата
3. Натисни Пусни
4. Същата физика във Вериги
5. Отвори панела Свойства
6. Справи се!

Отвори интерактивната симулация, за да изградиш сцената, натисни Пусни и разгледай с живи измервания и насочено упътване.

Отвори интерактивната лаборатория →

Изтегли работния лист →

Вериги с променлив ток и резонанс