Elektromagnetizam

RLC pri rezonanciji

ω podudara se s ω₀ = 1/√(LC) — Z je minimalan, I je maksimalan; crtaj I(t).

RLC pri rezonanciji — interaktivna simulacija: Elektromagnetizam. ω podudara se s ω₀ = 1/√(LC) — Z je minimalan, I je maksimalan; crtaj I(t). Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.

RLC rezonancija

ω podudara se s ω₀ = 1/√(LC) — Z je minimalan, I je maksimalan; crtaj I(t).

Pri rezonanciji ω = ω₀ = 1/√(LC), induktivna i kapacitivna reaktancija se poništavaju, pa je impedancija Z minimalna, a struja I maksimalna. Pritisni Pokreni za graf I(t); očitaj Z i fazu u ploči Svojstva. Šištanje radija i MRI zavojnica koristi ovaj oštri vrh struje.

• ω₀ = 1/√(LC)
• Z_min pri rezonanciji

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

Serijski RLC krug pobuđuje izvor izmjenične struje promjenjive frekvencije. Dostiže li ukupno opiranje kruga struji (impedancija) minimum na nekoj određenoj frekvenciji?

Predviđanja za odvagnuti

• Impedancija dostiže maksimum na nekoj frekvenciji.
• Impedancija ne ovisi o frekvenciji pobude.
• Da — impedancija dostiže minimum (jednak samo R) na rezonantnoj frekvenciji ω₀ = 1/√(LC).

Uloge varijabli

Što postavljaš:

• Frekvencija pobude ω (rad/s)

Što mjeriš:

• Fazni kut φ (rad)
• Impedancija Z (Ω)

Kako istraživanje teče

1. Otvori postav rlc-resonance i pritisni Resetiraj. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F fiksni (isto kao povezani pokus kruga rlc-series).
2. Omogući očitanja impedancije i faznog kuta.
3. Postavi kutnu frekvenciju pobude za svaki pokušaj (kao višekratnik ω₀ = 1/√(LC) = 10 rad/s) i zabilježi impedanciju.

Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade

• Za jedan pokušaj izračunaj reaktanciju X = ωL − 1/(ωC), zatim Z = √(R² + X²) i φ = atan2(X, R), koristeći R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F. Usporedi oba s tablicom.
• Pri ω = ω₀ = 10 rad/s, potvrdi Z = R točno i φ = 0. Objasni zašto se induktivna reaktancija ωL i kapacitivna reaktancija 1/(ωC) točno poništavaju pri rezonanciji, ostavljajući samo opiranje otpornika.

Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija

• Tuner radija u biti je RLC krug čiju rezonantnu frekvenciju podešavaš (obično promjenjivim kondenzatorom) da odgovara frekvenciji odašiljanja stanice, gdje impedancija pada, a struja — i signal — dostižu vrh. Objasni zašto su stanice na drugim frekvencijama potisnute.
• Fazni kut φ negativan je ispod rezonancije i pozitivan iznad nje. Objasni, koristeći formulu reaktancije X = ωL − 1/(ωC), zašto niske frekvencije daju dominaciju kondenzatora (negativan X), a visoke dominaciju zavojnice (pozitivan X).

• 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 rezonanciju
2. Odaberi RLC krug
3. Pritisni Pokreni
4. Minimalna impedancija
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