Áramkörök

RL-kör

A tekercs árama E/R felé emelkedik (τ = L/R)

RL-kör — interaktív Áramkörök szimuláció. A tekercs árama E/R felé emelkedik (τ = L/R) Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.

RL áramnövekedés

A tekercs árama ε/R felé nő τ = L/R időállandóval.

A tekercs a back-EMF-jével ellenáll az áramváltozásoknak. Hosszú idő után az áram ε/R-re áll be.

• τ = L/R
• I(t) → ε/R

Vizsgálódási összefoglaló

Tervezd meg a kérdést, mielőtt megnyitod a labort

Az összefoglaló a előrenderelt oldalt tükrözi: vezérlő kérdés, versengő jóslatok, változószerepek, vezérlő törvények, beállítás, elemzés és bővítési feladatok láthatóak és ebben a sorrendben maradnak.

Vezérlő kérdés

Egy tekercs és egy ellenállás 10 V-os telephez csatlakozik. Az áram azonnal a végső értékére ugrik, vagy fokozatosan kúszik fel, mint egy töltődő kondenzátor feszültsége?

Mérlegelendő jóslatok

• Az áram fokozatosan kúszik fel, ugyanolyan exponenciális közelítéssel, mint egy RC áramkör feszültsége.
• Az áram azonnal E/R-re ugrik.
• Az áram oszcillál, mielőtt beállna.

Változószerepek

Amit te állítasz be:

• Idő t (s)

Amit mérsz:

• Időállandó τ (s)
• Tekercsáram I (A)

Hogyan fut a vizsgálódás

1. Nyisd meg az rl-circuit előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. R = 10 Ω, L = 1 H, ami τ = L/R = 0.1 s időállandót ad; a telep 10 V-ot szolgáltat.
2. Engedélyezd a tekercsáram-kijelzőt.
3. Nyomd meg az Indítást, és rögzítsd a tekercs áramát minden feltüntetett időpontban.

Vezéregyenlet

RL időállandó — τ = L/R

A τ = L/R időállandó adja meg egy RL áramkör exponenciális áramemelkedésének (vagy csökkenésének) időskáláját. A nagyobb induktivitás vagy kisebb ellenállás hosszabb τ-t jelent — a tekercs erősebben ellenáll az áram változásainak.

Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal

• Egy mérésnél számítsd ki az I = (E/R)(1 − e^(−t/τ)) E = 10 V, R = 10 Ω, τ = 0.1 s használatával. Hasonlítsd a táblázathoz.
• Magyarázd meg, miért követi a tekercs áramának felkúszása (RL áramkör) ugyanazt a matematikai alakot, mint a kondenzátor feszültségének felkúszása (RC áramkör), noha a két alkatrész teljesen másképp tárol energiát.

Hol bukkan fel ez a laboron túl

• A tekercs meghatározó viselkedése bármely áramVÁLTOZÁSnak való ellenállás (nem az áramnak magának, mint az ellenállásnak). Magyarázd meg, miért kell pontosan 0 A-ról indulnia az áramnak t = 0-nál, noha a telep teljesen csatlakoztatva van.
• Amikor egy áramot hordozó tekercs áramkörét hirtelen megszakítják (kapcsoló nyílik), a tekrecs megpróbálja fenntartani az áramát, ami nagy feszültségcsúcsot hozhat létre (így működnek a gyújtógyertya gyújtótekercsei). Magyarázd meg, miért drámaibb egy tekercs áramútjának megszakítása, mint egy ellenállásé.

• 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. Üdv az RL-körnél
2. Nyomd meg az Indítást
3. Válaszd ki a tekercset
4. Az áram felfut
5. Nyisd meg a Tulajdonságok panelt
6. Sikerült!

Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.

Interaktív labor megnyitása →

Munkalap letöltése →

Kondenzátor töltése és időállandók