Elektromagnetizam

Povezani RLC u stabilnom stanju

Ovaj analitički stol stabilnog stanja prikazuje fazore Z, I i fazu za iste R, L, C; poseban postav u Strujnim krugovima modelira prijelaznu pojavu prekidača.

Povezani RLC u stabilnom stanju — interaktivna simulacija: Elektromagnetizam. Ovaj analitički stol stabilnog stanja prikazuje fazore Z, I i fazu za iste R, L, C; poseban postav u Strujnim krugovima modelira prijelaznu pojavu prekidača. Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.

RLC prijelazne pojave

Stabilno fazorsko RLC; Strujni krugovi prikazuju prijelaznu pojavu prekidača.

Ovaj analitički stol stabilnog stanja prikazuje fazore Z, I i fazu za iste R, L, C; poseban postav u Strujnim krugovima modelira njegovu prijelaznu pojavu prekidača.

• ω₀ = 1/√(LC)
• Veza na laboratorij Strujni krugovi

Sažetak istraživanja

Isplaniraj pitanje prije nego otvoriš laboratorij

Sažetak odražava unaprijed prikazanu stranicu: središnje pitanje, suprotstavljena predviđanja, uloge varijabli, odgovarajući zakoni, postava, analiza i poticaji za proširenje ostaju vidljivi i u ovom redoslijedu.

Središnje pitanje

Ovaj pokus koristi točno iste vrijednosti R, L, C kao pokus krugova rlc-series, ovdje gledane kao fazorski/AC problem umjesto prijelazne pojave uključivanja. Dok pomičeš frekvenciju pobude od rezonancije u bilo kojem smjeru, opada li amplituda struje uvijek?

Predviđanja za odvagnuti

• Da — udaljavanje od rezonancije u bilo kojem smjeru (viša ili niža ω) smanjuje amplitudu struje, jer impedancija raste na obje strane.
• Amplituda struje pada samo za frekvencije iznad rezonancije.
• Amplituda struje pada samo za frekvencije ispod rezonancije.

Uloge varijabli

Što postavljaš:

• Frekvencija pobude ω (rad/s)

Što mjeriš:

• Vršna amplituda struje I_peak (A)

Kako istraživanje teče

1. Otvori postav rlc-in-circuits i pritisni Resetiraj. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, V₀ = 10 V — identično komponentama pokusa krugova rlc-series.
2. Omogući očitanje amplitude struje.
3. Postavi kutnu frekvenciju pobude za svaki pokušaj (kao višekratnik ω₀ = 10 rad/s) i zabilježi vršnu amplitudu struje.

Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade

• Za jedan pokušaj izračunaj Z = √(R² + (ωL − 1/(ωC))²) koristeći R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, zatim I_peak = V₀/Z koristeći V₀ = 10 V. Usporedi s tablicom.
• Potvrdi da tvoja dva pokušaja izvan rezonancije (ispod i iznad ω₀) daju jednaku amplitudu struje kad su jednako udaljeni od rezonancije u ovom specifičnom slučaju. Objasni zašto amplituda struje dostiže vrh točno na ω₀ i simetrično pada na logaritamskoj skali frekvencije.

Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija

• Pokus krugova rlc-series pokazuje odziv na skok iste hardvera (prijelazna pojava uključivanja) na konstantnu bateriju od 10 V, ne sinusnu pobudu. Objasni zašto su „impedancija“ i „rezonancija“ koncepcije stabilnog stanja izmjenične struje koje se ne primjenjuju izravno na taj scenarij DC uključivanja.
• Koliko oštro amplituda struje pada dalje od rezonancije opisuje „faktor kvalitete“ kruga Q = ω₀L/R. Koristeći R = 20 Ω, L = 1 H, ω₀ = 10 rad/s ovog kruga, izračunaj Q i objasni ima li ovaj krug oštar ili širok vrh rezonancije.

• 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. Dobro došli u RLC u krugovima
2. Odaberi RLC krug
3. Pritisni Pokreni
4. Ista fizika u Strujnim krugovima
5. Otvori ploču Svojstva
6. Uspjelo ti je!

Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.

Otvori interaktivni laboratorij →

Preuzmi radni list →

Krugovi izmjenične struje i rezonancija