Circuits

Circuit RL

Le courant de l'inductance monte vers E/R (τ = L/R)

Circuit RL — simulation interactive de Circuits. Le courant de l'inductance monte vers E/R (τ = L/R) Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.

Croissance du courant RL

Le courant dans la bobine augmente vers ε/R avec une constante de temps τ = L/R.

La bobine s'oppose aux variations de courant via sa force contre-électromotrice. Après un long moment, le courant se stabilise à ε/R.

• Constante de temps τ = L/R
• Courant I(t) → ε/R

Mémoire d'enquête

Planifiez la question avant d'ouvrir le laboratoire

Le brief reprend la page pré-rendue  : question directrice, prédictions concurrentes, rôles des variables, lois directrices, préparation et consignes d’analyse et de prolongement restent visibles et dans cet ordre.

Question de conduite

Une inductance et une résistance sont connectées à une batterie 10 V. Le courant saute-t-il instantanément jusqu'à sa valeur finale, ou augmente-t-il progressivement comme la tension d'un condensateur de charge ?

Des pronostics à peser

• Le courant augmente progressivement, suivant le même type d'approche exponentielle que la tension d'un circuit RC.
• Le courant passe instantanément à E/R.
• Le courant oscille avant de se stabiliser.

Rôles variables

Ce que vous définissez  :

• Temps t (s)

Ce que vous mesurez  :

• Constante de temps τ (s)
• Courant d'inductance I (A)

Comment se déroule l'enquête

1. Ouvrez le préréglage du circuit rl et appuyez sur Réinitialiser. R = 10 Ω, L = 1 H, donnant une constante de temps τ = L/R = 0.1 s  ; la batterie alimente 10 V.
2. Activez la lecture du courant d’inductance.
3. Appuyez sur Lecture et enregistrez le courant de l'inducteur à chaque heure indiquée.

Équation gouvernante

Constante de temps RL — τ = L/R

La constante de temps τ = L/R définit l'échelle de temps de l'augmentation (ou de la décroissance) exponentielle du courant d'un circuit RL. Une inductance plus grande ou une résistance plus petite signifie un τ plus long — l'inductance résiste plus fortement aux changements de courant.

Ce que la feuille de travail imprimable demande aux élèves de résoudre

• Pour un essai, calculez I = (E/R)(1 − e^(−t/τ)) en utilisant E = 10 V, R = 10 Ω, τ = 0.1 s. Comparez avec le tableau.
• Expliquez pourquoi l'augmentation du courant d'une inductance (circuit RL) suit la même forme mathématique que l'augmentation de la tension d'un condensateur (circuit RC), même si les deux composants stockent l'énergie de manière complètement différente.

Où cela apparaît au-delà du laboratoire

• Le comportement déterminant d'un inducteur s'oppose à tout CHANGEMENT de courant (et non au courant lui-même, comme le fait une résistance). Expliquez pourquoi, juste à t = 0, le courant doit démarrer exactement à 0 A même si la batterie est entièrement connectée.
• Lorsque le circuit d'un inducteur porteur de courant est soudainement coupé (interrupteur ouvert), l'inducteur essaie de maintenir son courant, ce qui peut créer un pic de tension important (c'est ainsi que fonctionnent les bobines d'allumage des bougies d'allumage). Expliquez pourquoi interrompre le chemin du courant d'une inductance est plus dramatique que d'interrompre celui d'une résistance.

• 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. Bienvenue dans le circuit RL
2. Appuyez sur Lecture
3. Sélectionnez la bobine
4. Le courant monte progressivement
5. Ouvrez l'Inspecteur
6. Bravo !

Ouvrez la simulation interactive pour construire la scène, appuyez sur Lecture et explorez avec des mesures en direct et un tutoriel guidé.

Ouvrir le laboratoire interactif →

Télécharger la fiche de laboratoire →

Charge d'un condensateur et constantes de temps