Rangkaian

RLC seri

R, L dan C seri — kapasitor menetap ke sumber

RLC seri — simulasi Rangkaian interaktif. R, L dan C seri — kapasitor menetap ke sumber Laboratorium fisika virtual gratis berbasis browser dengan pengukuran SI langsung dan tutorial terpandu.

Transien RLC seri

R, L dan C di seri menghasilkan sebuah transien teredam menuju keadaan stasioner.

Energi bergantian antara kapasitor dan induktor saat hambatan menghamburkan energi.

• ω₀ = 1/√(LC)
• Peredaman dari R

Singkat investigasi

Rencanakan pertanyaan sebelum Anda membuka lab

Ringkasan ini mencerminkan halaman prerender: pertanyaan utama, prediksi yang bersaing, peran variabel, hukum yang mengatur, penyiapan, serta petunjuk analisis dan pengembangan tetap terlihat dalam urutan ini.

Pertanyaan mengemudi

Rangkaian RLC seri menggabungkan resistor, induktor, dan kapasitor. Nilai resistor menentukan apakah pendekatan rangkaian terhadap keadaan akhirnya berosilasi (underdamped) atau tidak (overdamped). Apakah resistensi yang lebih besar membuat osilasi lebih besar atau lebih kecil kemungkinannya?

Prediksi untuk ditimbang

• Resistensi yang lebih besar membuat osilasi lebih mungkin terjadi.
• Resistansi tidak mempengaruhi apakah rangkaian berosilasi, hanya seberapa cepat ia menetap.
• Resistansi yang lebih besar akan menekan osilasi — hambatan yang lebih besar berarti lebih banyak energi yang hilang per siklus, sehingga meredam dering apa pun.

Peran variabel

Apa yang Anda tetapkan:

• Perlawanan R (Ω)

Apa yang Anda ukur:

• Frekuensi resonansi f₀ (Hz)
• Rasio redaman ζ

Bagaimana penyelidikannya berjalan

1. Buka preset rlc-series dan tekan Reset. L = 1 H, C = 0.01 F tetap; baterai memasok 10 V.
2. Aktifkan pembacaan tegangan kapasitor dan arus induktor.
3. Tetapkan nilai resistor untuk setiap percobaan dan hitung rasio redaman ζ = R / (2√(L/C)).

Persamaan yang mengatur

Frekuensi Resonansi RLC — f₀ = 1 / (2π·√(L·C))

Frekuensi osilasi alami rangkaian RLC seri adalah f₀ = 1/(2π√(LC)), diatur seluruhnya oleh induktansi dan kapasitansi. Resistansi R tidak menggeser frekuensi ini - ia hanya mengontrol seberapa kuat osilasi teredam.

Apa yang diminta siswa untuk dikerjakan oleh lembar kerja yang dapat dicetak

• Untuk satu percobaan, hitung f₀ = 1 /(2π√(LC)) menggunakan L = 1 H, C = 0.01 F (sama untuk setiap percobaan, karena tidak bergantung pada R), lalu ζ = R/(2√(L/C)). Bandingkan keduanya dengan tabel.
• R = 20 Ω default sirkuit ini memberikan tepat ζ = 1 (teredam kritis) — tekan Putar pada nilai tersebut dan lihat tegangan kapasitor mendekati 10 V secepat mungkin tanpa melampaui batas. Jelaskan apa yang Anda harapkan untuk dilihat di R = 10 Ω (ζ = 0.5 , underdamped).

Di mana hal ini muncul di luar lab

• Sistem teredam kritis (ζ = 1) sangat berharga di bidang teknik - peredam kejut mobil, misalnya - karena sistem ini paling cepat kembali ke keseimbangan tanpa melampaui batas atau memantul. Jelaskan mengapa peredam kejut yang kurang redaman (ζ < 1) akan menyebabkan pengendaraan menjadi tidak nyaman dan goyang.
• Frekuensi resonansi f₀ = 1/(2π√(LC)) hanya bergantung pada L dan C, tidak bergantung pada R sama sekali — R hanya mengontrol redaman. Jelaskan mengapa rangkaian penyetelan radio RLC menggunakan L dan C (bukan R) untuk memilih frekuensi stasiun mana yang diresponnya.

• 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. Selamat datang di RLC seri
2. Tekan Putar
3. Pilih kapasitor
4. Perhatikan transien
5. Buka inspektur
6. Berhasil!

Buka simulasi interaktif untuk membangun adegan, tekan Putar, dan jelajahi dengan pengukuran langsung dan tutorial terpandu.

Buka Lab Interaktif →

Unduh lembar lab →

Pengisian Kapasitor & Konstanta Waktu