電磁気学
連動する定常状態 RLC
この定常状態の解析ベンチは同じ R、L、C のフェーザ Z、I、位相を示します。別の Circuits プリセットはスイッチ投入時の過渡現象をモデル化します。
連動する定常状態 RLC — インタラクティブな電磁気学シミュレーション。この定常状態の解析ベンチは同じ R、L、C のフェーザ Z、I、位相を示します。別の Circuits プリセットはスイッチ投入時の過渡現象をモデル化します。 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。
RLC過渡応答
定常状態のフェーザ RLC。Circuits はスイッチ過渡現象を示します。
この定常状態の解析ベンチは同じ R、L、C のフェーザ Z、I、位相を示します。別の Circuits プリセットはスイッチ投入時の過渡現象をモデル化します。
- ω₀ = 1/√(LC)
- 回路ラボへのリンク
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
この実験は rlc-series と同じ R、L、C を使い、スイッチ過渡でなくフェーザー／交流問題として見ます。共鳴からどちら向きに掃引しても電流振幅は必ず減少しますか？
検討する予測
- はい。高・低どちら向きでもインピーダンスが増すため電流振幅は減少します。
- 共鳴より高い振動数だけで減少します。
- 共鳴より低い振動数だけで減少します。
可変的な役割
設定するもの：
- 駆動振動数 ω (rad/s)
測定するもの：
- ピーク電流振幅 I_peak (A)
実験の進め方
- rlc-in-circuits プリセットを開いて Reset を押します。R = 20 Ω、L = 1 H、C = 0.01 F、V₀ = 10 V です。
- 電流振幅読み出しを有効にします。
- ω₀ = 10 rad/s の倍数として駆動角振動数を設定し、ピーク電流振幅を記録します。
印刷用ワークシートで生徒が求めるもの
- R = 20 Ω、L = 1 H、C = 0.01 F を用いて Z = √(R² + (ωL − 1/(ωC))²)、I_peak = V₀/Z（V₀ = 10 V）を計算し、表と比較します。
- 共鳴の上下に等間隔の2試行で、この場合は電流振幅が等しいことを確認します。振幅が ω₀ で最大になり対数振動数で対称に低下する理由を説明します。
実験以外での活用
- rlc-series 実験は正弦駆動でなく10 V電池のスイッチ過渡です。インピーダンスと共鳴が交流定常状態の概念で、直流スイッチ投入には直接適用されない理由を説明します。
- 共鳴から外れた振幅の鋭さは品質係数 Q = ω₀L/R で表されます。R = 20 Ω、L = 1 H、ω₀ = 10 rad/s から Q を計算し、ピークが鋭いか広いか説明します。
- 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
- 回路のRLCへようこそ
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- 再生
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- 完了です！
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