回路
RL 回路
インダクタの電流は E/R に向かって上昇（τ = L/R）
RL 回路 — インタラクティブな回路シミュレーション。インダクタの電流は E/R に向かって上昇（τ = L/R） ブラウザで使える無料の仮想物理実験室。SI 単位のライブ測定とガイド付きチュートリアルを備えています。
RL電流の立ち上がり
インダクタの電流は ε/R に向かって立ち上がり、時定数は τ = L/R です。
インダクタは逆起電力で電流の変化に抵抗します。十分時間が経つと電流は ε/R に落ち着きます。
- τ = L/R
- I(t) → ε/R
捜査概要
ラボを開く前に質問を計画する
このブリーフは事前レンダリングされたページを反映しています。探究の問い、競合する予測、変数の役割、支配する法則、設定、分析と発展の問いを、この順序で表示します。
運転に関する質問
コイルと抵抗を10 V電池に接続します。電流は最終値へ瞬時に跳ぶか、充電コンデンサーの電圧のように徐々に増えるでしょうか？
検討する予測
- 電流はRC電圧と同じ種類の指数的接近で徐々に増えます。
- 電流は瞬時に E/R へ跳びます。
- 電流は定常になる前に振動します。
可変的な役割
設定するもの：
- 時間 t (s)
測定するもの：
- 時定数 τ (s)
- コイル電流 I (A)
実験の進め方
- rl-circuit プリセットを開いて Reset を押します。R = 10 Ω、L = 1 H、時定数 τ = L/R = 0.1 s、電池は10 Vです。
- コイル電流の読み出しを有効にします。
- Play を押し、各指定時刻のコイル電流を記録します。
支配方程式
RL 時定数 — τ = L/R
時定数 τ = L/R はRL回路の指数的電流上昇（または減衰）の時間尺度です。インダクタンスが大きいか抵抗が小さいほど τ は長く、コイルは電流変化に強く抗います。
印刷用ワークシートで生徒が求めるもの
- E = 10 V、R = 10 Ω、τ = 0.1 s を用いて I = (E/R)(1 − e^(−t/τ)) を計算し、表と比較します。
- エネルギーを全く異なる方法で蓄えるのに、RL電流の立ち上がりがRC電圧と同じ数学的形になる理由を説明します。
実験以外での活用
- コイルは電流そのものではなく電流の変化に抗います。電池が完全に接続されても t = 0 で電流がちょうど0 Aから始まる理由を説明します。
- 通電中のコイル回路を突然切ると、コイルは電流を保とうとして大きな電圧スパイクを生じます。コイルの電流経路を遮断する方が抵抗の遮断より劇的な理由を説明します。
- 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
- RL回路へようこそ
- 再生
- インダクタを選択
- 電流が立ち上がる
- インスペクターを開く
- 完了です！
インタラクティブなシミュレーションを開いてシーンを構築し、再生ボタンを押し、リアルタイム測定とガイド付きチュートリアルで探索しましょう。