Elettromagnetismo
RLC in risonanza
ω coincide con ω₀ = 1/√(LC) — Z al minimo, I al massimo; grafico di I(t).
RLC in risonanza — simulazione interattiva (Elettromagnetismo). ω coincide con ω₀ = 1/√(LC) — Z al minimo, I al massimo; grafico di I(t). Laboratorio virtuale di fisica gratuito nel browser con misure SI dal vivo e tutorial guidato.
Risonanza RLC
ω coincide con ω₀ = 1/√(LC) — Z al minimo, I al massimo; grafico di I(t).
Alla risonanza ω = ω₀ = 1/√(LC), le reattanze induttiva e capacitiva si annullano così l'impedenza Z è minima e la corrente I massima. Premi Play per tracciare I(t); leggi Z e fase nella scheda Configurazione. La sintonia delle radio e le bobine MRI sfruttano questo picco netto di corrente.
- ω₀ = 1/√(LC)
- Z_min alla risonanza
Sintesi dell'indagine
Pianifica la domanda prima di aprire il laboratorio
La sintesi riprende la pagina pre-renderizzata: domanda guida, previsioni concorrenti, ruoli delle variabili, leggi dominanti, procedura, analisi ed estensioni restano visibili e in quest'ordine.
Domanda guida
Un RLC serie è alimentato da una sorgente AC a frequenza variabile. L'opposizione totale al passaggio (impedenza) raggiunge un minimo a una frequenza particolare?
Previsioni da valutare
- L'impedenza ha un massimo a una certa frequenza.
- Non dipende dalla frequenza.
- Sì — l'impedenza raggiunge un minimo (pari al solo R) alla frequenza di risonanza ω₀ = 1/√(LC).
Ruoli delle variabili
Cosa imposti tu:
- Frequenza ω (rad/s)
Cosa misuri:
- Sfasamento φ (rad)
- Impedenza Z (Ω)
Come si svolge l'indagine
- Apri il preset rlc-resonance e premi Reset. R = 20 Ω; L = 1 H; C = 0.01 F sono fissati (come nell'esperimento rlc-series collegato).
- Attiva le letture di impedenza e sfasamento.
- Imposta la pulsazione di pilotaggio per ogni prova (come multiplo di ω₀ = 1/√(LC) = 10 rad/s) e registra l'impedenza.
Cosa il foglio stampabile chiede di ricavare agli studenti
- Per una prova, calcola la reattanza X = ωL − 1/(ωC), poi Z = √(R² + X²) e φ = atan2(X, R), usando R = 20 Ω; L = 1 H; C = 0.01 F. Confronta entrambi con la tabella.
- A ω = ω₀ = 10 rad/s, verifica che Z = R esattamente e φ = 0. Spiega perché la reattanza induttiva ωL e quella capacitiva 1/(ωC) si annullano esattamente alla risonanza, lasciando solo l'opposizione della resistenza.
Dove si ritrova fuori dal laboratorio
- Una radio è essenzialmente un RLC la cui risonanza si sintonizza (di solito col condensatore variabile) sulla frequenza di una stazione: l'impedenza crolla e la corrente — il segnale — culmina. Spiega perché le altre stazioni restano soppresse.
- L'angolo di fase φ è negativo sotto la risonanza e positivo sopra. Spiega, usando la formula della reattanza X = ωL − 1/(ωC), perché le basse frequenze fanno dominare il condensatore (X negativa) mentre le alte frequenze fanno dominare l'induttore (X positiva).
- 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
- Benvenuto alla risonanza RLC
- Seleziona l'RLC
- Premi Play
- Impedenza minima
- Apri il pannello Proprietà
- Ce l'hai fatta!
Apri la simulazione interattiva per costruire la scena, premere Play ed esplorare con misure dal vivo e un tutorial guidato.
Apri laboratorio interattivo →
Scarica foglio di laboratorio →