आरएल परिपथ: एक प्रेरक धारा में अचानक परिवर्तन का विरोध करता है

1 · भविष्यवाणी

एक प्रारंभ करनेवाला और प्रतिरोधक 10 V बैटरी से जुड़े हुए हैं। क्या करंट तुरंत अपने अंतिम मूल्य तक पहुंच जाता है, या यह चार्जिंग कैपेसिटर के वोल्टेज की तरह धीरे-धीरे बढ़ता है?

• आरसी परिपथ के वोल्टेज के समान घातीय दृष्टिकोण का पालन करते हुए, करंट धीरे-धीरे बढ़ता है।
• करंट तुरंत E/R. पर पहुंच जाता है
• स्थिर होने से पहले धारा दोलन करती है।

2 · सेट अप

1. rl-circuit प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। R = 10 Ω, L = 1 H, एक समय स्थिरांक दे रहा है τ = L/R = 0.1 s; बैटरी 10 V की आपूर्ति करती है।
2. inductor-current रीडआउट सक्षम करें।
3. प्ले दबाएँ और प्रत्येक सूचीबद्ध समय पर प्रारंभकर्ता के करंट को रिकॉर्ड करें।

3 · डेटा एकत्रित करें

अपने तीन रीडिंग के लिए प्रारंभकर्ता वर्तमान I (y-अक्ष) को समय t (x-अक्ष) के विरुद्ध प्लॉट करें। क्या 1000 mA (1 A) के निकट पहुंचने पर वक्र चपटा हो जाता है?

4 · विश्लेषण करें

1. एक परीक्षण के लिए, E = 10 V, R = 10 Ω, τ = 0.1 s का उपयोग करके I = (E/R)(1 - e^(−t/τ)) की गणना करें। तालिका से तुलना करें.
2. बताएं कि क्यों एक प्रारंभकर्ता का वर्तमान ramp-up (RL परिपथ) कैपेसिटर के वोल्टेज ramp-up (RC परिपथ) के समान गणितीय आकार का अनुसरण करता है, भले ही दोनों घटक ऊर्जा को पूरी तरह से अलग तरीके से संग्रहीत करते हैं।

5 · विस्तार

1. एक प्रारंभकर्ता का परिभाषित व्यवहार वर्तमान में किसी भी परिवर्तन का विरोध करना है (वर्तमान का विरोध नहीं करना, जिस तरह से एक प्रतिरोधक करता है)। बताएं कि क्यों, ठीक t = 0 पर, बैटरी पूरी तरह से कनेक्ट होने के बावजूद करंट बिल्कुल 0 A पर शुरू होना चाहिए।
2. जब current-carrying प्रारंभ करनेवाला का परिपथ अचानक टूट जाता है (स्विच खुल जाता है), तो प्रारंभ करनेवाला अपने वर्तमान को बनाए रखने की कोशिश करता है, जो एक बड़ा वोल्टेज स्पाइक बना सकता है (यह स्पार्क प्लग इग्निशन कॉइल्स कैसे काम करता है)। बताएं कि किसी प्रतिरोधक के वर्तमान पथ को बाधित करने की तुलना में प्रारंभकर्ता के वर्तमान पथ को बाधित करना अधिक नाटकीय क्यों है।

इस प्रयोग के पीछे का भौतिकी

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