مدارها
مدار RL
جریان سلف به سوی E/R بالا میرود (τ = L/R)
مدار RL — شبیهسازی تعاملی مدارها. جریان سلف به سوی E/R بالا میرود (τ = L/R) آزمایشگاه مجازی فیزیکِ رایگانِ مرورگری با اندازهگیریهای زندهٔ SI و آموزش هدایتشده.
افزایش جریان RL
جریان سلف با ثابت زمانی τ = L/R به سوی ε/R رشد میکند.
سلف با نیروی محرکهٔ معکوسش با تغییر جریان مخالفت میکند. پس از زمانی طولانی جریان به ε/R مینشیند.
- τ = L/R
- I(t) → ε/R
خلاصهٔ پژوهش
پرسش را پیش از بازکردن آزمایشگاه برنامهریزی کنید
این خلاصه همان صفحهٔ از پیش رندرشده است: پرسش محوری، پیشبینیهای رقیب، نقش متغیرها، قوانین حاکم، برپاسازی، تحلیل و پرسشهای گسترش — به همین ترتیب و همیشه در دید میمانند.
پرسش محوری
سلف و مقاومت به باتری 10 V وصلاند. جریان بیدرنگ به مقدار نهایی میجهد یا مثل ولتاژ خازنِ شارژشونده بهتدریج رشد میکند؟
پیشبینیهایی که باید سنجیده شوند
- جریان بهتدریج رشد میکند، با همان رویکرد نمایی ولتاژ مدار RC.
- جریان بیدرنگ به E/R میجهد.
- جریان پیش از آرامگرفتن نوسان میکند.
نقش متغیرها
آنچه شما تنظیم میکنید:
- زمان t (s)
آنچه اندازه میگیرید:
- ثابت زمانی τ (s)
- جریان سلف I (A)
پژوهش چگونه اجرا میشود
- پیشتنظیمی rl-circuit را باز کنید و Reset را بفشارید. R = 10 Ω و L = 1 H که ثابت زمانی τ = L/R = 0.1 s میدهد؛ باتری 10 V میدهد.
- قرائت جریان سلف را فعال کنید.
- Play بفشارید و جریان سلف را در هر زمان فهرستشده ثبت کنید.
معادلهٔ حاکم
ثابت زمانی RL — τ = L/R
ثابت زمانی τ = L/R مقیاس زمانی رشد نمایی (یا افت) جریان در مدار RL را تعیین میکند. القایندگی بزرگتر یا مقاومت کوچکتر یعنی τ بلندتر — القاگر قویتر در برابر تغییر جریان مقاومت میکند.
برگهٔ کار چاپی از دانشآموزان چه میخواهد به دست آورند
- برای یک آزمایش، I = (E/R)(1 − e^(−t/τ)) را با E = 10 V و R = 10 Ω و τ = 0.1 s حساب کنید. با جدول مقایسه کنید.
- توضیح دهید چرا رشد جریان سلف (مدار RL) همان شکل ریاضی رشد ولتاژ خازن (مدار RC) را دارد، با آنکه دو جزء انرژی را کاملاً متفاوت ذخیره میکنند.
کجا غیر از آزمایشگاه خودش را نشان میدهد
- رفتار تعیینکنندهٔ القاگر، مخالفت با هر تغییر جریان است (نه مخالفت با خود جریان، آنگونه که مقاومت میکند). توضیح دهید چرا درست در t = 0 جریان باید دقیقاً از 0 A آغاز شود، حتی وقتی باتری کاملاً وصل است.
- وقتی مدار سلفِ حامل جریان ناگهان قطع شود (کلید باز شود)، سلف میخواهد جریانش را نگه دارد و میتواند جهش ولتاژ بزرگی بسازد (شمع جرقهای همینطور کار میکند). توضیح دهید چرا قطعکردن مسیر جریان سلف دراماتیکتر از مقاومت است.
- 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
- به مدار RL خوش آمدید
- Play را بفشارید
- انتخاب سلف
- جریان بالا میرود
- پنل ویژگیها را باز کنید
- انجامش دادید!
شبیهسازی تعاملی را باز کنید تا صحنه را بسازید، Play را بفشارید و با اندازهگیریهای زنده و آموزش هدایتشده کاوش کنید.