Elektromagnetismus

Propojené ustálené RLC

Tato analytická lavice ustáleného stavu ukazuje fázory Z, I a fázi pro stejné R, L, C; samostatná předvolba v Obvodech modeluje její přechodný děj při přepnutí.

Propojené ustálené RLC — interaktivní simulace Elektromagnetismus. Tato analytická lavice ustáleného stavu ukazuje fázory Z, I a fázi pro stejné R, L, C; samostatná předvolba v Obvodech modeluje její přechodný děj při přepnutí. Bezplatná virtuální fyzikální laboratoř v prohlížeči se živými měřeními v SI a řízeným tutoriálem.

Přechodné děje RLC

Ustálený fázorový RLC; Obvody ukazují přechodný děj při přepnutí.

Tato analytická lavice ustáleného stavu ukazuje fázory Z, I a fázi pro stejné R, L, C; samostatná předvolba v Obvodech modeluje její přechodný děj při přepnutí.

• ω₀ = 1/√(LC)
• Odkaz do laboratoře Obvody

Souhrn zkoumání

Naplánuj otázku dřív, než otevřeš laboratoř

Stručný přehled odpovídá předrenderované stránce: hlavní otázka, konkurenční predikce, role proměnných, řídicí zákony, sestavení, analýza i rozšiřující podněty zůstávají viditelné a v tomto pořadí.

Hlavní otázka

Tento experiment používá přesně stejné hodnoty R, L, C jako experiment obvodů rlc-series, tady pohledem jako fázorový/problém střídavého proudu místo přechodného děje při zapnutí. Jak zametáš budicí frekvenci od rezonance oběma směry, klesá amplituda proudu vždy?

Predikce k zvážení

• Ano — pohyb od rezonance oběma směry (vyšší, nebo nižší ω) snižuje amplitudu proudu, protože impedance roste na obou stranách.
• Amplituda proudu klesá jen pro frekvence nad rezonancí.
• Amplituda proudu klesá jen pro frekvence pod rezonancí.

Role proměnných

Co nastavuješ:

• Budicí úhlová frekvence ω (rad/s)

Co měříš:

• Amplituda špičkového proudu I_peak (A)

Jak zkoumání probíhá

1. Otevři předvolbu rlc-in-circuits a stiskni Resetovat. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, V₀ = 10 V — identické se součástkami experimentu obvodů rlc-series.
2. Zapni odečet amplitudy proudu.
3. Nastav budicí úhlovou frekvenci pro každý pokus (jako násobek ω₀ = 10 rad/s) a zapiš vrcholnou amplitudu proudu.

Co tisknutelný pracovní list žádá žáky vypočítat

• Pro jeden pokus spočti Z = √(R² + (ωL − 1/(ωC))²) s R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, pak I_peak = V₀/Z s V₀ = 10 V. Porovnej s tabulkou.
• Potvrď, že tvé dva nerezonanční pokusy (pod a nad ω₀) dávají stejnou amplitudu proudu při stejném odstupu od rezonance v tomto konkrétním případě. Vysvětli, proč amplituda proudu vrcholí přesně na ω₀ a symetricky klesá na logaritmické frekvenční škále.

Kde se to objevuje mimo laboratoř

• Experiment obvodů rlc-series ukazuje skokovou odezvu téhož hardwaru (přechodný děj při zapnutí) na konstantní baterii 10 V, ne sinusové buzení. Vysvětli, proč „impedance“ a „rezonance“ jsou pojmy ustáleného stavu střídavého proudu, které se na ten scénář zapnutí DC přímo nevztahují.
• O to, jak ostře amplituda proudu klesá mimo rezonanci, vypovídá „činitel jakosti“ obvodu Q = ω₀L/R. Použij R = 20 Ω, L = 1 H, ω₀ = 10 rad/s tohoto obvodu, spočti Q a vysvětli, zda má tento obvod ostrý, nebo široký rezonanční vrchol.

• 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. Vítej v RLC v obvodech
2. Vyber RLC obvod
3. Stiskni Spustit
4. Stejná fyzika v Obvodech
5. Otevři panel Vlastnosti
6. Povedlo se!

Otevři interaktivní simulaci, postav scénu, stiskni Spustit a prozkoumávej s živými měřeními a řízeným tutoriálem.

Otevřít interaktivní laboratoř →

Stáhnout pracovní list →

Obvody střídavého proudu a rezonance