Elektromágnesség

RLC rezonancián

ω megfelel az ω₀ = 1/√(LC)-nek — Z minimum, I maximum; rajzold I(t)-t.

RLC rezonancián — interaktív Elektromágnesség szimuláció. ω megfelel az ω₀ = 1/√(LC)-nek — Z minimum, I maximum; rajzold I(t)-t. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.

RLC-rezonancia

ω megfelel az ω₀ = 1/√(LC)-nek — Z minimum, I maximum; ábrázold I(t)-t.

Rezonancián ω = ω₀ = 1/√(LC), az induktív és kapacitív reaktancia kioltja egymást, tehát az impedancia Z minimum és az áram I maximum. Nyomd meg az Indítást az I(t) grafikonhoz; olvasd le Z-t és a fázist a Tulajdonságok panelen. A rádióhangolás és az MRI-tekercsek ezt az éles áramcsúcsot használják ki.

• ω₀ = 1/√(LC)
• Z_min rezonancián

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 soros RLC áramkört változó frekvenciájú váltakozó feszültségforrás gerjeszt. Elér-e minimumot az áramkör teljes árammal szembeni ellenállása (impedancia) valamely konkrét frekvencián?

Mérlegelendő jóslatok

• Az impedancia maximumot ér el valamely frekvencián.
• Az impedancia nem függ a gerjesztési frekvenciától.
• Igen — az impedancia minimumot ér (pontosan R-re esve) az ω₀ = 1/√(LC) rezonanciafrekvencián.

Változószerepek

Amit te állítasz be:

• Gerjesztési körfrekvencia ω (rad/s)

Amit mérsz:

• Fázisszög φ (rad)
• Impedancia Z (Ω)

Hogyan fut a vizsgálódás

1. Nyisd meg az rlc-resonance előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F rögzített (ugyanaz, mint a kapcsolt rlc-series áramköri kísérletben).
2. Engedélyezd az impedancia- és fázisszög-kijelzőket.
3. Állítsd be a gerjesztési körfrekvenciát minden mérésnél (az ω₀ = 1/√(LC) = 10 rad/s többszöröseként), és rögzítsd az impedanciát.

Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal

• Egy mérésnél számítsd ki az X = ωL − 1/(ωC) reaktanciát, majd Z = √(R² + X²) és φ = atan2(X, R), R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F használatával. Hasonlítsd mindkettőt a táblázathoz.
• ω = ω₀ = 10 rad/s-nál erősítsd meg, hogy pontosan Z = R és φ = 0. Magyarázd meg, miért oltja ki pontosan egymást rezonancián az ωL induktív reaktancia és az 1/(ωC) kapacitív reaktancia, és csak az ellenállás ellenállása marad.

Hol bukkan fel ez a laboron túl

• Egy rádióhangoló lényegében RLC áramkör, amelynek rezonanciafrekvenciáját (általában változó kondenzátorral) az állomás sugárzási frekvenciájához igazítod, ahol az impedancia leesik, és az áram — és a jel — csúcsra szökik. Magyarázd meg, miért nyomódnak el helyette a más frekvenciájú állomások.
• A φ fázisszög rezonancia alatt negatív, fölötte pozitív. Magyarázd meg az X = ωL − 1/(ωC) reaktancia-képlettel, miért az alacsony frekvenciák a kondenzátort uralkodóvá (negatív X), a magas frekvenciák a tekercset uralkodóvá (pozitív X) teszik.

• 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. Üdv az RLC-rezonanciánál
2. Válaszd ki az RLC-kört
3. Nyomd meg az Indítást
4. Minimális impedancia
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 →

Váltakozó áramú áramkörök és rezonancia