Elektromagnetism

Lingitud statsionaarne RLC

See analüütiline statsionaarne pink näitab faasornomeist Z, I ja faasi samade R, L, C jaoks; eraldi Vooluringide eelseadistus modelleerib selle lülituse siirde.

Lingitud statsionaarne RLC — interaktiivne Elektromagnetism simulatsioon. See analüütiline statsionaarne pink näitab faasornomeist Z, I ja faasi samade R, L, C jaoks; eraldi Vooluringide eelseadistus modelleerib selle lülituse siirde. Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.

RLC siirded

Statsionaarne faasornri RLC; Vooluringid näitab lülituse siirdet.

See analüütiline statsionaarne pink näitab faasornrit Z, I ja faasi samade R, L, C jaoks; eraldi Vooluringite eelseadistus modelleerib selle lülituse siirdet.

• ω₀ = 1/√(LC)
• Link Vooluringite laborisse

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

See eksperiment kasutab täpselt samu R, L, C väärtusi kui jada-RLC vooluringite eksperiment, vaadatuna siin kui fasori/vahelduvvoolu ülesannet pigem kui sisselülitamise siirdena. Kui sa pühid ergutussageduse resonantsist eemale kummassegi suunas, kas voolu amplituud alati kahaneb?

Kaalutavad ennustused

• Jah — resonantsist eemale liikumine kummassegi suunas (kõrgem või madalam ω) kahandab voolu amplituudi, sest impedants tõuseb mõlemal pool.
• Voolu amplituud kahaneb ainult sagedustel üle resonantsi.
• Voolu amplituud kahaneb ainult sagedustel allpool resonantsi.

Muutujate rollid

Mida sina sead:

• Ergutussagedus ω (rad/s)

Mida sa mõõdad:

• Tippvoolu amplituud I_peak (A)

Kuidas uurimustöö käib

1. Ava vooluringitega seotud RLC eelseadistus ja vajuta Lähtesta. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0,01 F, V₀ = 10 V — identne jada-RLC vooluringite eksperimendi komponentidega.
2. Lülita sisse voolu amplituudi näit.
3. Sea iga katse jaoks ergutuse ringsagedus (kordsetena ω₀ = 10 rad/s) ja kirjuta üles tippvoolu amplituud.

Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib

• Arvuta ühes katses Z = √(R² + (ωL − 1/(ωC))²), kasutades R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, seejärel I_peak = V₀/Z, kasutades V₀ = 10 V. Võrdle tabeliga.
• Kinnita, et sinu kaks resonantsivälist katset (allpool ja ülalpool ω₀) annavad selles konkreetses juhus võrdse voolu amplituudi, kui võrdsel kaugusel resonantsist. Selgita, miks voolu amplituud tõuseb haripunkti täpselt ω₀-l ja kahaneb sümmeetriliselt logaritmelisel sagedusskaalal.

Kus see laborist kaugemale ilmneb

• Jada-RLC vooluringite eksperiment näitab sama raudvara astmkajat (sisselülitamise siiret) konstantsele 10 V patareile, mitte siinuselisele ergutusele. Selgita, miks „impedants“ ja „resonants“ on vahelduvvoolu püsiolekumõisted, mis ei rakendu otse sellele alalisvoolu sisselülitamise stsenaariumile.
• Seda, kui teravalt voolu amplituud resonantsist eemale kahaneb, kirjeldab vooluringi „hüvustegur“ Q = ω₀L/R. Kasutades selle vooluringi R = 20 Ω, L = 1 H, ω₀ = 10 rad/s, arvuta Q ja selgita, kas sellel vooluringil on terav või lai resonantsi tipp.

• 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. Tere tulemast RLC Vooluringidesse
2. Vali RLC vooluring
3. Vajuta Esita
4. Sama füüsika Vooluringides
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 →

Vahelduvvoolu vooluringid ja resonants