Electromagnetismo

RLC enlazado en estado estacionario

Este banco analítico de estado estacionario muestra el fasor Z, I y la fase para los mismos R, L, C; el ajuste independiente de Circuits modela su transitorio de conmutación.

RLC enlazado en estado estacionario — simulación interactiva de Electromagnetismo. Este banco analítico de estado estacionario muestra el fasor Z, I y la fase para los mismos R, L, C; el ajuste independiente de Circuits modela su transitorio de conmutación. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.

Transitorios RLC

RLC fasorial estacionario; Circuits muestra el transitorio de conmutación.

Este banco analítico de estado estacionario muestra el fasor Z, I y la fase para los mismos R, L, C; el ajuste independiente de Circuits modela su transitorio de conmutación.

• Frecuencia de resonancia ω₀ = 1/√(LC)
• Enlace al laboratorio de circuitos

Informe de investigación

Planifique la pregunta antes de abrir el laboratorio.

El resumen refleja la página prerenderizada: la pregunta guía, las predicciones contrapuestas, los roles de las variables, las leyes que rigen, la preparación y las indicaciones de análisis y extensión permanecen visibles y en este orden.

Pregunta de conducción

Este experimento utiliza exactamente los mismos valores R, L, C que el experimento de circuitos en serie rlc, visto aquí como un problema de fasor/CA en lugar de un transitorio de encendido. A medida que aleja la frecuencia del excitador de la resonancia en cualquier dirección, ¿la amplitud de la corriente siempre disminuye?

Predicciones para pesar

• Sí, alejarse de la resonancia en cualquier dirección (ω superior o inferior) disminuye la amplitud de la corriente, ya que la impedancia aumenta en ambos lados.
• La amplitud de corriente solo disminuye para frecuencias por encima de la resonancia.
• La amplitud de corriente solo disminuye para frecuencias por debajo de la resonancia.

Roles variables

Lo que configuraste:

• Frecuencia de accionamiento ω (rad/s)

Lo que mides:

• Amplitud de corriente pico I_pico (A)

Cómo se desarrolla la investigación

1. Abra el preajuste rlc-in-circuits y presione Restablecer. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, V₀ = 10 V: idénticos a los componentes del experimento de circuitos de la serie rlc.
2. Habilite la lectura de amplitud de corriente.
3. Establezca la frecuencia angular de accionamiento para cada prueba (como un múltiplo de ω₀ = 10 rad/s) y registre la amplitud de corriente máxima.

Lo que la hoja de trabajo imprimible les pide a los estudiantes que resuelvan

• Para una prueba, calcule Z = √(R² + (ωL − 1/(ωC))²) usando R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, luego I_peak = V₀/Z usando V₀ = 10 V. Compare con la tabla.
• Confirme que sus dos pruebas fuera de resonancia (por debajo y por encima de ω₀) den la misma amplitud de corriente cuando estén igualmente espaciadas de la resonancia en este caso específico. Explique por qué la amplitud de la corriente alcanza su punto máximo exactamente en ω₀ y disminuye simétricamente en una escala de frecuencia logarítmica.

¿Dónde aparece esto más allá del laboratorio?

• El experimento de circuitos de la serie rlc muestra la respuesta escalonada de este mismo hardware (transitorio de encendido) a una batería 10 V constante, no a un accionamiento sinusoidal. Explique por qué "impedancia" y "resonancia" son conceptos de estado estacionario de CA que no se aplican directamente a ese escenario de encendido de CC.
• La brusquedad con que la amplitud de la corriente cae fuera de la resonancia se describe mediante el 'factor de calidad' de un circuito Q = ω₀L/R. Usando R = 20 Ω, L = 1 H, ω₀ = 10 rad/s de este circuito, calcule Q y explique si este circuito tiene un pico de resonancia amplio o agudo.

• 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. Bienvenido a RLC en Circuitos
2. Selecciona el circuito RLC
3. Pulsa Reproducir
4. La misma física en Circuitos
5. Abre el panel de estudio
6. ¡Lo lograste!

Abre la simulación interactiva para construir la escena, presiona Play y explora con mediciones en tiempo real y un tutorial guiado.

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Circuitos de corriente alterna y resonancia