Elektromagnetismus
Gekoppelter stationärer RLC-Kreis
Diese analytische Station im stationären Zustand zeigt Phasor Z, I und Phase für dieselben R, L, C; die getrennte Circuits-Preset modelliert den Schalttransienten.
Gekoppelter stationärer RLC-Kreis — interaktive Elektromagnetismus-Simulation. Diese analytische Station im stationären Zustand zeigt Phasor Z, I und Phase für dieselben R, L, C; die getrennte Circuits-Preset modelliert den Schalttransienten. Kostenloses browserbasiertes virtuelles Physiklabor mit Live-SI-Messwerten und geführtem Tutorial.
RLC-Einschwingvorgänge
Stationärer Phasor-RLC; Circuits zeigt den Schalttransienten.
Diese analytische Station im stationären Zustand zeigt Phasor Z, I und Phase für dieselben R, L, C; die getrennte Circuits-Preset modelliert den Schalttransienten.
- ω₀ = 1/√(LC)
- Link zum Schaltkreis-Labor
Untersuchungsbericht
Planen Sie die Frage, bevor Sie das Labor öffnen
Das Briefing entspricht der vorgerenderten Seite: Leitfrage, konkurrierende Vorhersagen, Variablenrollen, maßgebliche Gesetze, Aufbau sowie Analyse- und Erweiterungsaufgaben bleiben sichtbar und in dieser Reihenfolge.
Fahrfrage
Dieses Experiment verwendet genau die gleichen R-, L- und C-Werte wie das Experiment mit RLC-Serienschaltungen, die hier als Zeiger-/Wechselstromproblem und nicht als Einschalttransiente betrachtet werden. Nimmt die Stromamplitude immer ab, wenn Sie die Antriebsfrequenz in beide Richtungen von der Resonanz entfernen?
Vorhersagen zum Abwägen
- Ja – wenn man sich von der Resonanz in beide Richtungen entfernt (höheres oder niedrigeres ω), verringert sich die Stromamplitude, da die Impedanz auf beiden Seiten ansteigt.
- Die Stromamplitude nimmt nur bei Frequenzen oberhalb der Resonanz ab.
- Die Stromamplitude nimmt nur bei Frequenzen unterhalb der Resonanz ab.
Variable Rollen
Was Sie eingestellt haben:
- Antriebsfrequenz ω (rad/s)
Was Sie messen:
- Spitzenstromamplitude I_peak (A)
Wie die Untersuchung abläuft
- Öffnen Sie die RLC-im-Schaltkreis-Preset und drücken Sie Zurücksetzen. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, V₀ = 10 V – identisch mit den Komponenten des RLC-Reihenschaltungsexperiments.
- Aktivieren Sie die Anzeige der aktuellen Amplitude.
- Stellen Sie die Antriebskreisfrequenz für jeden Versuch ein (als Vielfaches von ω₀ = 10 rad/s) und zeichnen Sie die Spitzenstromamplitude auf.
Was die Schüler auf dem druckbaren Arbeitsblatt erarbeiten müssen
- Berechnen Sie für einen Versuch Z = √(R² + (ωL − 1/(ωC))²) mit R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, dann I_peak = V₀/Z mit V₀ = 10 V. Vergleichen Sie mit der Tabelle.
- Bestätigen Sie, dass Ihre beiden Off-Resonanz-Versuche (unterhalb und über ω₀) in diesem speziellen Fall die gleiche Stromamplitude ergeben, wenn sie gleich weit von der Resonanz entfernt sind. Erklären Sie, warum die Stromamplitude genau bei ω₀ ihren Höhepunkt erreicht und auf einer logarithmischen Frequenzskala symmetrisch abfällt.
Wo dies außerhalb des Labors sichtbar wird
- Das Schaltungsexperiment der rlc-Serie zeigt die Sprungantwort (Einschalttransiente) derselben Hardware auf eine konstante 10 V-Batterie, nicht auf einen Sinusantrieb. Erklären Sie, warum „Impedanz“ und „Resonanz“ AC-Steady-State-Konzepte sind, die nicht direkt auf dieses DC-Einschaltszenario anwendbar sind.
- Wie stark die Stromamplitude außerhalb der Resonanz abfällt, wird durch den „Qualitätsfaktor“ Q = ω₀L/R einer Schaltung beschrieben. Berechnen Sie unter Verwendung von R = 20 Ω, L = 1 H, ω₀ = 10 rad/s dieser Schaltung Q und erklären Sie, ob diese Schaltung eine scharfe oder breite Resonanzspitze aufweist.
- 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
- Willkommen bei RLC in Schaltkreisen
- RLC-Schaltung auswählen
- Abspielen drücken
- Dieselbe Physik in Schaltkreisen
- Inspektor öffnen
- Geschafft!
Öffnen Sie die interaktive Simulation, um die Szene aufzubauen, drücken Sie auf Play und erkunden Sie sie mit Live-Messungen und einem geführten Tutorial.