RL krug: zavojnica se opire naglim promjenama struje

1 · Predviđanje

Zavojnica i otpornik spojeni su na bateriju od 10 V. Skoči li struja trenutačno na konačnu vrijednost ili se penje postupno poput napona punjenog kondenzatora?

• Struja se penje postupno, slijedeći istu vrstu eksponencijalnog prilaza kao napon RC kruga.
• Struja skače trenutačno na E/R.
• Struja oscilira prije smirivanja.

2 · Postava

1. Otvori postav rl-circuit i pritisni Resetiraj. R = 10 Ω, L = 1 H, dajući vremensku konstantu τ = L/R = 0.1 s; baterija daje 10 V.
2. Omogući očitanje struje zavojnice.
3. Pritisni Pokreni i zabilježi struju zavojnice pri svakom navedenom vremenu.

3 · Prikupljanje podataka

Nacrtaj struju zavojnice I (y-os) naspram vremena t (x-os) za svoja tri očitanja. Izravnava li se krivulja kako se približava 1 A?

4 · Analiza

1. Za jedan pokušaj izračunaj I = (E/R)(1 − e^(−t/τ)) koristeći E = 10 V, R = 10 Ω, τ = 0.1 s. Usporedi s tablicom.
2. Objasni zašto uspon struje zavojnice (RL krug) slijedi isti matematički oblik kao uspon napona kondenzatora (RC krug), iako dvije komponente potpuno različito pohranjuju energiju.

5 · Proširenje

1. Definirajuće ponašanje zavojnice je opiranje svakoj PROMJENI struje (ne opiranje samoj struji, kao otpornik). Objasni zašto, upravo pri t = 0, struja mora početi točno na 0 A iako je baterija potpuno spojena.
2. Kad se krug zavojnice pod strujom naglo prekine (prekidač otvori), zavojnica pokušava održati svoju struju, što može stvoriti veliki šiljak napona (tako rade zavojnice paljenja svjećica). Objasni zašto je prekidanje puta struje zavojnice dramatičnije od prekidanja otpornikovog.

Fizika iza ovog pokusa

← Natrag na pokus

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis