Elektromagnētisms

Saistītais stacionārā režīma RLC

Šis analītiskais stacionārā režīma galds rāda fazoru Z, I un fāzi tiem pašiem R, L, C; atsevišķais Elektroķēžu eksperiments modelē tā slēdziena pārejas procesu.

Saistītais stacionārā režīma RLC — interaktīva Elektromagnētisms simulācija. Šis analītiskais stacionārā režīma galds rāda fazoru Z, I un fāzi tiem pašiem R, L, C; atsevišķais Elektroķēžu eksperiments modelē tā slēdziena pārejas procesu. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.

RLC pārejas procesi

Stacionārā režīma fazora RLC; Elektroķēdes rāda slēdziena pārejas procesu.

Šis analītiskais stacionārā režīma galds rāda fazoru Z, I un fāzi tiem pašiem R, L, C; atsevišķais Elektroķēžu eksperiments modelē tā slēdziena pārejas procesu.

• ω₀ = 1/√(LC)
• Saite uz Elektroķēžu laboratoriju

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

Šis eksperiments izmanto tieši tās pašas R, L, C vērtības kā secīgās RLC ķēdes eksperiments, šeit skatītas kā fazoru/maiņstrāvas problēma, nevis slēdziena pārejas process. Ierosmes frekvencei attālinoties no rezonanses abos virzienos, vai strāvas amplitūda vienmēr krīt?

Prognozes, ko svērt

• Jā — attālināšanās no rezonanses jebkurā virzienā (augstāka vai zemāka ω) samazina strāvas amplitūdu, tā kā pilnā pretestība ceļas abās pusēs.
• Strāvas amplitūda samazinās tikai frekvencēm virs rezonanses.
• Strāvas amplitūda samazinās tikai frekvencēm zem rezonanses.

Lielumu lomas

Ko tu iestati:

• Ierosmes frekvence ω (rad/s)

Ko tu mēri:

• Maksimālā strāvas amplitūda I_peak (A)

Kā izpēte norit

1. Atver RLC Elektroķēdēs eksperimentu un nospied Atiestatīt. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, V₀ = 10 V — identiski secīgās RLC ķēdes eksperimenta komponentēm.
2. Ieslēdz strāvas amplitūdas rādījumu.
3. Iestati ierosmes leņķisko frekvenci katram mēģinājumam (kā ω₀ = 10 rad/s reizinātājs) un ieraksti maksimālo strāvas amplitūdu.

Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt

• Vienam mēģinājumam izrēķini Z = √(R² + (ωL − 1/(ωC))²) ar R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, tad I_peak = V₀/Z ar V₀ = 10 V. Salīdzini ar tabulu.
• Apstiprini, ka tavi divi rezonanses ārpusēs mēģinājumi (zem un virs ω₀) dod vienādu strāvas amplitūdu, kad vienādi attālināti no rezonanses šajā specifiskajā gadījumā. Izskaidro, kāpēc strāvas amplitūda sasniedz maksimumu tieši pie ω₀ un krīt simetriski log-frekvences skalā.

Kur tas parādās ārpus laboratorijas

• Secīgās RLC ķēdes eksperiments rāda šīs pašas aparatūras soļa atbildi (slēdziena pārejas process) uz pastāvīgu 10 V bateriju, nevis sinusoidālu ierosmi. Izskaidro, kāpēc „pilnā pretestība” un „rezonanse” ir maiņstrāvas stacionārā režīma jēdzieni, kas tieši neattiecas uz to līdzstrāvas slēdziena scenāriju.
• To, cik asi strāvas amplitūda krīt prom no rezonanses, apraksta ķēdes „labuma koeficients” Q = ω₀L/R. Izmantojot šīs ķēdes R = 20 Ω, L = 1 H, ω₀ = 10 rad/s, izrēķini Q un izskaidro, vai šai ķēdei ir ass vai plats rezonanses maksimums.

• 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. Sveicināts RLC Elektroķēdēs eksperimentā
2. Atlasīts RLC ķēdi
3. Nospied „Atskaņot”
4. Tā pati fizika Elektroķēdēs
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 →

Maiņstrāvas ķēdes un rezonanse