Elektromagnetizmas

Susietas nuostovusis RLC

Šis analitinis nuostovusis suolas rodo fazorių Z, I ir fazę tiems patiems R, L, C; atskiras Grandinių eksperimentas modeliuoja jo jungiklio pereinamąjį procesą.

Susietas nuostovusis RLC — interaktyvi Elektromagnetizmas simuliacija. Šis analitinis nuostovusis suolas rodo fazorių Z, I ir fazę tiems patiems R, L, C; atskiras Grandinių eksperimentas modeliuoja jo jungiklio pereinamąjį procesą. Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.

RLC pereinamieji procesai

Nuostovusis fazorinis RLC; Grandinės rodo jungiklio pereinamąjį procesą.

Šis analitinis nuostovusis suolas rodo fazorių Z, I ir fazę tiems patiems R, L, C; atskiras Grandinių eksperimentas modeliuoja jo jungiklio pereinamąjį procesą.

• ω₀ = 1/√(LC)
• Nuoroda į Grandinių laboratoriją

Tyrimo santrauka

Suplanuok klausimą dar prieš atidarydamas laboratoriją

Santrauka atspindi iš anksto sugeneruotą puslapį: pagrindinis klausimas, konkuruojantys spėjimai, kintamųjų vaidmenys, valdantys dėsniai, sąranka, analizė ir pratęsimo raginimai išlieka matomi ir būtent šia tvarka.

Pagrindinis klausimas

Šis eksperimentas naudoja tiksliai tuos pačius R, L, C kaip „Nuoseklioji RLC“ grandinės eksperimentas, čia žiūrimus kaip fazoriaus / kintamosios srovės uždavinį, o ne jungiklio pereinamąjį procesą. Slenkant žadinimo dažnį nuo rezonanso bet kuria kryptimi, ar srovės amplitudė visada mažėja?

Svarstytini spėjimai

• Taip — nutolstant nuo rezonanso bet kuria kryptimi (aukštesnis ar žemesnis ω) srovės amplitudė mažėja, nes pilnutinė varža kyla abiejose pusėse.
• Srovės amplitudė mažėja tik dažniams virš rezonanso.
• Srovės amplitudė mažėja tik dažniams žemiau rezonanso.

Kintamųjų vaidmenys

Ką tu nustatai:

• Žadinimo dažnis ω (rad/s)

Ką tu matauji:

• Pikinė srovės amplitudė I_peak (A)

Kaip vyksta tyrimas

1. Atidaryk „RLC srovės amplitudė per dažnius (susiesta su grandinėmis)“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, V₀ = 10 V — identiški „Nuoseklioji RLC“ grandinės eksperimento komponentams.
2. Įjunk srovės amplitudės rodmuo.
3. Nustatyk žadinimo kampinį dažnį kiekvienam bandymui (kaip ω₀ = 10 rad/s kartotinį) ir užsirašyk pikinę srovės amplitudę.

Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti

• Vienam bandymui apskaičiuok Z = √(R² + (ωL − 1/(ωC))²) naudodamas R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, tada I_peak = V₀/Z naudodamas V₀ = 10 V. Palygink su lentele.
• Patvirtink, kad tavo du už rezonanso bandymai (žemiau ir virš ω₀) duoda vienodą srovės amplitudę, kai vienodai nutolę nuo rezonanso šiuo konkrečiu atveju. Paaiškink, kodėl srovės amplitudė pikuoja tiksliai ties ω₀ ir krinta simetriškai logaritminiu dažnio masteliu.

Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų

• „Nuoseklioji RLC“ grandinės eksperimentas rodo šios pačios aparatinės įrangos atsaką į žingsnį (jungiklio pereinamąjį procesą) į pastovią 10 V bateriją, ne sinusišką žadinimą. Paaiškink, kodėl „pilnutinė varža“ ir „rezonansas“ yra kintamosios srovės nuostoviosios būsenos sąvokos, kurios tiesiogiai netaikomos tam nuolatinės srovės įjungimo scenarijui.
• Tai, kaip aštriai srovės amplitudė krenta tolstant nuo rezonanso, apibūdina grandinės „kokybės faktorius“ Q = ω₀L/R. Naudodamas šios grandinės R = 20 Ω, L = 1 H, ω₀ = 10 rad/s, apskaičiuok Q ir paaiškink, ar ši grandinė turi aštrų ar platų rezonanso piką.

• 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. Sveiki atvykę prie RLC grandinėse
2. Pasirink RLC grandinę
3. Spausk Leisti
4. Ta pati fizika Grandinėse
5. Atidaryk Savybių skydą
6. Tau pavyko!

Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.

Atidaryk interaktyvią laboratoriją →

Atsisiųsti darbo lapą →

Kintamosios srovės grandinės ir rezonansas