Circuits
RLC en sèrie
R, L i C en sèrie: el condensador s'estabilitza al valor de la font
RLC en sèrie — simulació interactiva de Circuits. R, L i C en sèrie: el condensador s'estabilitza al valor de la font Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Transitori del RLC en sèrie
R, L i C en sèrie produeixen un transitori amortit cap al règim estacionari.
L'energia s'intercanvia entre el condensador i la bobina mentre la resistència dissipa energia.
- ω₀ = 1/√(LC)
- Amortiment per R
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 combina resistència, inductor i condensador. El valor de la resistència determina si l'apropament del circuit al seu estat final oscil·la (subamortit) o no (sobre-amortit). Una resistència més gran fa l'oscil·lació més o menys probable?
Prediccions a valorar
- Una resistència més gran fa l'oscil·lació més probable.
- La resistència no afecta si el circuit oscil·la, només com de ràpid s'assenta.
- Una resistència més gran suprimeix l'oscil·lació: més resistència significa més energia dissipada per cicle, amortint qualsevol ressò.
Rols de les variables
El que tu defines:
- Resistència R (Ω)
El que tu mesures:
- Freqüència de ressonància f₀ (Hz)
- Relació d'amortiment ζ
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit «RLC en sèrie» i prem Restableix. L = 1 H, C = 0.01 F són fixos; la bateria subministra 10 V.
- Activa les lectures de tensió del condensador i corrent de l'inductor.
- Defineix el valor de la resistència per a cada prova i calcula la relació d'amortiment ζ = R / (2√(L/C)).
Equació governant
Freqüència de ressonància RLC — f₀ = 1 / (2π·√(L·C))
La freqüència d'oscil·lació natural d'un circuit RLC en sèrie és f₀ = 1/(2π√(LC)), fixada enterament per la inductància i la capacitat. La resistència R no desplaça aquesta freqüència: només controla com de fort s'amorteix qualsevol oscil·lació.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Per a una prova, calcula f₀ = 1/(2π√(LC)) amb L = 1 H, C = 0.01 F (igual a cada prova, perquè no depèn de R), i després ζ = R/(2√(L/C)). Compara totes dues amb la taula.
- El R per defecte d'aquest circuit, 20 Ω, dóna exactament ζ = 1 (críticament amortit): prem Reprodueix en aquell valor i mira la tensió del condensador acostar-se a 10 V tan de pressa com es pot sense sobrepassar. Explica què esperaries veure en canvi a R = 10 Ω (ζ = 0.5, subamortit).
On apareix això més enllà del laboratori
- Els sistemes críticament amortits (ζ = 1) s'aprecien en enginyeria — els amortidors de cotxe, per exemple — perquè tornen a l'equilibri el més ràpid possible sense cap sobrepassament ni rebot. Explica per què un amortidor subamortit (ζ < 1) faria un viatge incòmode i reboteglar.
- La freqüència ressonant f₀ = 1/(2π√(LC)) depèn només de L i C, gens de R — R només controla l'amortiment. Explica per què un circuit RLC de sintonització de ràdio fa servir L i C (no R) per triar a quina freqüència d'emissora respon.
- AP Physics 2 — Unit 11: Electric Circuits
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 11: Electric Circuits
- IB Physics — B.5 Current and circuits
- General High School Physics — Electricity & DC circuits
- NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
- Benvingut a RLC en sèrie
- Prem Reprodueix
- Selecciona el condensador
- Mira el transitori
- 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 →
Càrrega de condensadors i constants de temps