Elektroķēdes

RL ķēde

Spoles strāva ceļas pret E/R (τ = L/R)

RL ķēde — interaktīva Elektroķēdes simulācija. Spoles strāva ceļas pret E/R (τ = L/R) Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.

RL strāvas kāpums

Spoles strāva aug pret ε/R ar laika konstanti τ = L/R.

Spole pretojas strāvas izmaiņām ar savu pret-EMF. Pēc ilga laika strāva apstājas pie ε/R.

• τ = L/R
• I(t) → ε/R

Izpētes kopsavilkums

Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju

Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.

Virzošais jautājums

Spole un rezistors ir savienoti ar 10 V bateriju. Vai strāva lec uzreiz uz galīgo vērtību, vai tā uzkāpj pakāpeniski kā uzlādējoša kondensatora spriegums?

Prognozes, ko svērt

• Strāva uzkāpj pakāpeniski, sekojot tam pašam eksponenciālās pieejas veidam kā RC ķēdes spriegums.
• Strāva lec uzreiz uz E/R.
• Strāva svārstās, pirms norimst.

Lielumu lomas

Ko tu iestati:

• Laiks t (s)

Ko tu mēri:

• Laika konstante τ (s)
• Spoles strāva I (mA)

Kā izpēte norit

1. Atver RL ķēdes eksperimentu un nospied Atiestatīt. R = 10 Ω, L = 1 H, dodot laika konstanti τ = L/R = 0.1 s; baterija piegādā 10 V.
2. Ieslēdz spoles strāvas rādījumu.
3. Nospied „Atskaņot” un ieraksti spoles strāvu katrā uzskaitītajā laikā.

Noteicošais vienādojums

RL laika konstante — τ = L/R

Laika konstante τ = L/R nosaka RL ķēdes eksponenciālās strāvas kāpuma (vai norimšanas) laika mērogu. Lielāka induktivitāte vai mazāka pretestība nozīmē garāku τ — spole stiprāk pretojas strāvas izmaiņām.

Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt

• Vienam mēģinājumam izrēķini I = (E/R)(1 − e^(−t/τ)) ar E = 10 V, R = 10 Ω, τ = 0.1 s. Salīdzini ar tabulu.
• Izskaidro, kāpēc spoles strāvas uzkāpšana (RL ķēde) seko tam pašam matemātiskajam veidam kā kondensatora sprieguma uzkāpšana (RC ķēde), kaut abas tās glabā enerģiju pilnīgi atšķirīgi.

Kur tas parādās ārpus laboratorijas

• Spoles definējošā uzvedība ir pretoties jebkurai strāvas IZMAIŅAI (nevis pretoties strāvai pašai, kā to dara rezistors). Izskaidro, kāpēc tieši pie t = 0 strāvai jāsākas precīzi no 0 A, kaut baterija ir pilnībā pieslēgta.
• Kad strāvu nesošas spoles ķēde pēkšņi pārtrūkst (slēdzis atveras), spole mēģina noturēt savu strāvu, kas var radīt lielu sprieguma piku (tā darbojas aizdedzes sviras). Izskaidro, kāpēc spoles strāvas ceļa pārraušana ir dramatiskāka nekā rezistora.

• 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. Sveicināts RL ķēdes eksperimentā
2. Nospied „Atskaņot”
3. Atlasīts spoli
4. Strāva uzkāpj
5. Atver Īpašību paneli
6. Tev izdevās!

Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.

Atvērt interaktīvo laboratoriju →

Lejupielādēt darba lapu →

Kondensatora uzlāde un laika konstantes