Electromagnetisme
RLC en ressonància
ω coincideix amb ω₀ = 1/√(LC): Z és mínim, I és màxim; representa I(t).
RLC en ressonància — simulació interactiva de Electromagnetisme. ω coincideix amb ω₀ = 1/√(LC): Z és mínim, I és màxim; representa I(t). Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Ressonància RLC
ω coincideix amb ω₀ = 1/√(LC): Z és mínim, I és màxim; representa I(t).
A la ressonància ω = ω₀ = 1/√(LC), les reactàncies inductiva i capacitiva es cancel·len, de manera que la impedància Z és mínima i el corrent I màxim. Prem Reprodueix per representar I(t); llegeix Z i la fase al panell de Propietats. Sintonitzar ràdios i bobines de ressonància magnètica explota aquest pic agut de corrent.
- ω₀ = 1/√(LC)
- Z_min a la ressonància
Resum de la investigació
Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori
El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.
Pregunta conductora
Un circuit RLC en sèrie és excitat per una font de corrent altern de freqüència variable. Assoleix l'oposició total del circuit al corrent (impedància) un mínim en alguna freqüència particular?
Prediccions a valorar
- La impedància assoleix un màxim en alguna freqüència.
- La impedància no depèn de la freqüència d'excitació.
- Sí: la impedància assoleix un mínim (igual només a R) a la freqüència ressonant ω₀ = 1/√(LC).
Rols de les variables
El que tu defines:
- Freqüència d'excitació ω (rad/s)
El que tu mesures:
- Angle de fase φ (rad)
- Impedància Z (Ω)
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit «Impedància RLC contra freqüència d'excitació» i prem Restableix. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F són fixos (iguals que l'experiment de circuit rlc-series enllaçat).
- Activa les lectures d'impedància i angle de fase.
- Defineix la freqüència angular d'excitació per a cada prova (com a múltiple de ω₀ = 1/√(LC) = 10 rad/s) i enregistra la impedància.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Per a una prova, calcula la reactància X = ωL − 1/(ωC), i després Z = √(R² + X²) i φ = atan2(X, R), amb R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F. Compara totes dues amb la taula.
- A ω = ω₀ = 10 rad/s, confirma Z = R exactament i φ = 0. Explica per què la reactància inductiva ωL i la capacitiva 1/(ωC) es cancel·len exactament a la ressonància, deixant només l'oposició de la resistència.
On apareix això més enllà del laboratori
- Un sintonitzador de ràdio és essencialment un circuit RLC la freqüència ressonant del qual ajustes (normalment amb un condensador variable) per coincidir amb la freqüència d'emissió d'una emissora, on la impedància baixa i el corrent — i el senyal — assoleix un pic. Explica per què les emissores d'altres freqüències queden suprimides.
- L'angle de fase φ és negatiu per sota de la ressonància i positiu per sobre. Explica, amb la fórmula de reactància X = ωL − 1/(ωC), per què les baixes freqüències fan dominar el condensador (X negativa) i les altes fan dominar l'inductor (X positiva).
- 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
- Benvingut a Ressonància RLC
- Selecciona el circuit RLC
- Prem Reprodueix
- Impedància mínima
- Obre el panell de Propietats
- Ho has aconseguit!
Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.
Obre el laboratori interactiu →
Descarrega el full de treball →
Circuits de corrent altern i ressonància