الکترومغناطیس
RLC خارج از تشدید
این پیشتنظیم زیر تشدید کار میکند: راکتانس خازنی غالب است، پس جریان از ولتاژ جلو میزند (φ < 0).
RLC خارج از تشدید — شبیهسازی تعاملی الکترومغناطیس. این پیشتنظیم زیر تشدید کار میکند: راکتانس خازنی غالب است، پس جریان از ولتاژ جلو میزند (φ < 0). آزمایشگاه مجازی فیزیکِ رایگانِ مرورگری با اندازهگیریهای زندهٔ SI و آموزش هدایتشده.
امپدانس خارج از تشدید
زیر تشدید، جریان خازنی از ولتاژ جلو میزند (φ < 0).
این پیشتنظیم زیر تشدید کار میکند: راکتانس خازنی غالب است، پس جریان از ولتاژ جلو میزند (φ < 0).
- Z > R خارج از تشدید
- φ ≠ 0
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
این مدار RLC خارج از تشدید (نصف بسامد تشدیدش) رانده میشود، پس جریانش با زاویهٔ فاز ثابتی از ولتاژ محرک جلو میزند یا عقب میماند. آیا جریان لحظهای همچنان سینوسی با همان بسامد محرک نوسان میکند؟
پیشبینیهایی که باید سنجیده شوند
- نه — جریان با بسامدی متفاوت از محرک نوسان میکند.
- بله — جریان دقیقاً با بسامد محرک نوسان میکند، فقط نسبت به ولتاژ جابهجای فاز دارد.
- جریان در حالت پایا اصلاً سینوسی نیست.
نقش متغیرها
آنچه شما تنظیم میکنید:
- زمان t (s)
آنچه اندازه میگیرید:
- جریان لحظهای i(t) (A)
پژوهش چگونه اجرا میشود
- پیشتنظیمی rlc-off-resonance را باز کنید و Reset را بفشارید. R = 20 Ω و L = 1 H و C = 0.01 F و محرک ω = 5 rad/s (نصف تشدید ω₀ = 10 rad/s) و V₀ = 10 V.
- قرائت جریان لحظهای را فعال کنید.
- جریان لحظهای را در هر زمان فهرستشده بخوانید.
برگهٔ کار چاپی از دانشآموزان چه میخواهد به دست آورند
- ابتدا Z = √(R² + X²) و φ = atan2(X, R) را با X = ωL − 1/(ωC) حساب کنید، با R = 20 Ω و L = 1 H و C = 0.01 F و ω = 5 rad/s (که Z = 25 Ω و φ ≈ −0.64 rad میدهد). سپس i(t) = (V₀/Z)sin(ωt − φ) را با V₀ = 10 V حساب کنید. با جدول مقایسه کنید.
- زاویهٔ فاز اینجا منفی است، یعنی مدار در این بسامد (زیر تشدید) خازنغلاب است. توضیح دهید φ منفی دربارهٔ جلو زدن یا عقبماندن جریان از ولتاژ محرک چه میگوید.
کجا غیر از آزمایشگاه خودش را نشان میدهد
- دامنهٔ جریان اینجا (V₀/Z = 10/25 = 0.4 A) کوچکتر از آن است که دقیقاً در تشدید بود (V₀/R = 10/20 = 0.5 A). توضیح دهید چرا به کار انداختن مدار RLC دور از تشدید همیشه دامنهٔ جریان کوچکتری نسبت به کار انداختن آن در تشدید میدهد.
- چون بسامدهای خارج از تشدید دامنهٔ جریان کوچکتری میدهند، مدار RLC همچون صافی طبیعی بسامد عمل میکند. توضیح دهید چرا این مدار به سیگنال بسیار پربسامد یا بسیار کمبسامدِ آمیخته با بسامد تشدیدش ضعیف پاسخ میداد.
- 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
- به RLC خارج از تشدید خوش آمدید
- انتخاب مدار RLC
- Play را بفشارید
- بالا یا زیر تشدید
- 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.