Electromagnetismo

RLC fuera de resonancia

Este ajuste opera por debajo de la resonancia: domina la reactancia capacitiva, por lo que la corriente adelanta al voltaje (φ < 0).

RLC fuera de resonancia — simulación interactiva de Electromagnetismo. Este ajuste opera por debajo de la resonancia: domina la reactancia capacitiva, por lo que la corriente adelanta al voltaje (φ < 0). Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.

Impedancia fuera de resonancia

Bajo resonancia, la corriente capacitiva adelanta al voltaje (φ < 0).

Este ajuste opera por debajo de la resonancia: domina la reactancia capacitiva, por lo que la corriente adelanta al voltaje (φ < 0).

• Impedancia Z > R fuera de resonancia
• Fase φ ≠ 0

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 circuito RLC se activa fuera de resonancia (a la mitad de su frecuencia de resonancia), por lo que su corriente se retrasa o adelanta el voltaje de activación en un ángulo de fase fijo. ¿La corriente instantánea todavía oscila de forma sinusoidal a la misma frecuencia que el variador?

Predicciones para pesar

• No, la corriente oscila a una frecuencia diferente a la de accionamiento.
• Sí, la corriente oscila a la frecuencia de accionamiento exacta, simplemente desfasada en relación con el voltaje.
• La corriente no es en absoluto sinusoidal en estado estable.

Roles variables

Lo que configuraste:

• Tiempo t (s)

Lo que mides:

• Corriente instantánea i(t) (A)

Cómo se desarrolla la investigación

1. Abra el preajuste rlc-off-resonance y presione Restablecer. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, accionamiento ω = 5 rad/s (la mitad del ω₀ resonante = 10 rad/s), V₀ = 10 V.
2. Habilite la lectura de corriente instantánea.
3. Lea la corriente instantánea en cada momento indicado.

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

• Primero calcule Z = √(R² + X²) y φ = atan2(X, R) con X = ωL − 1/(ωC), usando R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, ω = 5 rad/s (dando Z = 25 Ω, φ ≈ −0.64 rad). Luego calcula i(t) = (V₀/Z)sin(ωt − φ) usando V₀ = 10 V. Compare con la tabla.
• El ángulo de fase aquí es negativo, lo que significa que el circuito está dominado por el condensador a esta frecuencia (por debajo de la resonancia). Explique qué significa un φ negativo para si la corriente adelanta o retrasa el voltaje de accionamiento.

¿Dónde aparece esto más allá del laboratorio?

• La amplitud de corriente aquí (V₀/Z = 10/25 = 0.4 A) es menor de lo que sería exactamente en resonancia (V₀/R = 10/20 = 0.5 A). Explique por qué excitar un circuito RLC fuera de resonancia siempre da como resultado una amplitud de corriente menor que excitarlo en resonancia.
• Debido a que las frecuencias fuera de resonancia producen amplitudes de corriente más pequeñas, un circuito RLC actúa como un filtro de frecuencia natural. Explique por qué este circuito respondería débilmente a una señal de muy alta o muy baja frecuencia mezclada con su frecuencia de resonancia.

• 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 fuera de resonancia
2. Selecciona el circuito RLC
3. Pulsa Reproducir
4. Por encima o por debajo de la resonancia
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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Descargar ficha de laboratorio →

Circuitos de corriente alterna y resonancia