RL ķēde: spole pretojas pēkšņām strāvas izmaiņām

1 · Prognozē

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

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

2 · Iestati

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.

3 · Vāc datus

Zīmē spoles strāvu I (y ass) pret laiku t (x ass) saviem trim rādījumiem. Vai līkne izlīdzinās, tai tuvojoties 1 A?

4 · Analizē

1. Vienam mēģinājumam izrēķini I = (E/R)(1 − e^(−t/τ)) ar E = 10 V, R = 10 Ω, τ = 0.1 s. Salīdzini ar tabulu.
2. 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.

5 · Paplašina

1. 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.
2. 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.

Fizika aiz šī eksperimenta

← Atpakaļ pie eksperimenta

138 bezmaksas drukājamas fizikas darba lapas