Vooluringid

RL-vooluring

Induktori vool tõuseb suunas E/R (τ = L/R)

RL-vooluring — interaktiivne Vooluringid simulatsioon. Induktori vool tõuseb suunas E/R (τ = L/R) Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.

RL voolu tõus

Induktori vool kasvab suunas ε/R ajakonstandiga τ = L/R.

Induktor seisab voolu muutustele vastu oma vastu-EMF kaudu. Pikka aega pärast vool seadub ε/R juurde.

• τ = L/R
• I(t) → ε/R

Uurimise kokkuvõte

Planeeri küsimus enne labori avamist

Kokkuvõte peegeldab eelrenderdatud lehte: juhtküsimus, konkureerivad ennustused, muutujate rollid, juhtivad seadused, seadistus, analüüs ja laiendusärgitused jäävad nähtavale ja selles järjekorras.

Juhtküsimus

Induktiivpool ja takisti on ühendatud 10 V patareiga. Kas vool hüppab koheselt oma lõppväärtuseni või tõuseb järk-järgult nagu laetuva kondensaatori pinge?

Kaalutavad ennustused

• Vool tõuseb järk-järgult, järgides sama tüüpi eksponentset lähenemist kui RC-vooluringi pinge.
• Vool hüppab koheselt väärtuseni E/R.
• Vool võnkub enne seatumist.

Muutujate rollid

Mida sina sead:

• Aeg t (s)

Mida sa mõõdad:

• Ajakonstant τ (s)
• Induktiivpooli vool I (mA)

Kuidas uurimustöö käib

1. Ava RL-vooluringi eelseadistus ja vajuta Lähtesta. R = 10 Ω, L = 1 H, mis annab ajakonstandi τ = L/R = 0,1 s; patarei annab 10 V.
2. Lülita sisse induktiivpooli voolu näit.
3. Vajuta Esita ja kirjuta induktiivpooli vool üles igal loetletud ajal.

Juhtiv võrrand

RL ajakonstant — τ = L/R

Ajakonstant τ = L/R määrab RL-vooluringi eksponentse voolutõusu (või -kahanemise) ajaskaala. Suurem induktiivsus või väiksem takistus tähendab pikemat τ — pool vastandub voolu muutustele tugevamini.

Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib

• Arvuta ühes katses I = (E/R)(1 − e^(−t/τ)), kasutades E = 10 V, R = 10 Ω, τ = 0.1 s. Võrdle tabeliga.
• Selgita, miks induktiivpooli voolu tõus (RL-vooluring) järgib sama matemaatilist kuju kui kondensaatori pinge tõus (RC-vooluring), kuigi kaks komponenti salvestavad energiat täiesti erinevalt.

Kus see laborist kaugemale ilmneb

• Induktiivpooli määrav käitumine on vastandumine igale voolu MUUTUSELE (mitte voolule endale, nagu takisti teeb). Selgita, miks täpselt ajal t = 0 peab vool alustama täpselt 0 A-lt, kuigi patarei on täielikult ühendatud.
• Kui voolu kandva induktiivpooli vooluring äkitselt katkestatakse (lüliti avatakse), püüab pool oma voolu ülal hoida, mis võib tekitada suure pingetõuke (nii töötavad süütespoolid). Selgita, miks induktiivpooli voolutee katkestamine on dramaatilisem kui takisti oma.

• 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

1. Tere tulemast RL vooluringi juurde
2. Vajuta Esita
3. Vali induktor
4. Vool tõuseb
5. Ava Omaduste paneel
6. Said hakkama!

Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida elavate mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.

Ava interaktiivne labor →

Laadi tööleht alla →

Kondensaatori laadimine ja ajakonstandid