मंडले

RC चार्जिंग

प्ले दाबा — संधारित्र घातांकीय वक्रावर चार्ज होतो (τ = RC)

RC चार्जिंग — संवादी मंडले सिम्युलेशन. प्ले दाबा — संधारित्र घातांकीय वक्रावर चार्ज होतो (τ = RC) थेट SI मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह मोफत, ब्राउझरवर चालणारी आभासी भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा.

RC चार्जिंग

मंडल ऊर्जित झाल्यावर संधारित्र घातांकीय चार्ज होते. वेळ-अचूकता गुणक τ = RC.

सुरुवातीला प्रवाह जास्त; भार तयार होताना संधारित्र-व्होल्टेज वाढतो व प्रवाह शून्याकडे घसरतो.

• τ = RC
• V_C(t) = ε(1 − e^(−t/τ))

अन्वेषण सारांश

प्रयोगशाळा उघडण्यापूर्वी प्रश्नच आखा

सारांश पूर्व-स्वरूपित पानासारखाच आहे: मार्गदर्शक प्रश्न, स्पर्धक अनुमान, चलांच्या भूमिका, प्रमुख नियम, मांडणी, विश्लेषण व विस्तार सूचना दिसत राहतात आणि याच क्रमाने.

मार्गदर्शक प्रश्न

संधारित्र 10 V बॅटरीतून रोधमार्फत चार्ज होतो. त्याचा व्होल्टेज स्थिर दराने वाढतो, की बॅटरी-व्होल्टेजाजवळ येताना हळू होतो?

विचारात घेण्याचे अनुमान

• संधारित्राचा व्होल्टेज स्थिर दराने 10 V पर्यंत वाढतो, मग थांबतो.
• चार्जिंग हळू होते — संधारित्र 10 V कडे जातो पण निश्चित वेळात कधीच नेमका पोहोचत नाही (घातांकीय जवळ येणे).
• संधारित्राचा व्होल्टेज 10 V ओलांडून मग परत येतो.

चलांच्या भूमिका

तुम्ही काय निश्चित करता:

• वेळ t (s)

तुम्ही काय मापता:

• वेळ-अचूकता गुणक τ (s)
• संधारित्र व्होल्टेज V_c (V)

तपासणी कशी चालते

1. आरसी-चार्जिंग प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. R = 100 Ω, C = 0.01 F, म्हणून वेळ-अचूकता गुणक τ = RC = 1 s; बॅटरी 10 V देते.
2. संधारित्र-व्होल्टेज वाचन सुरू करा.
3. प्ले दाबा व दिलेल्या प्रत्येक वेळी संधारित्राचा व्होल्टेज नोंदवा.

मूलभूत समीकरण

RC वेळ-अचूकता गुणक — τ = R·C

वेळ-अचूकता गुणक τ = RC हा RC मंडलाच्या घातांकीय प्रतिसादाचा वेळ-मापक ठरवतो. एका τ नंतर चार्ज होणारा संधारित्र अंतिम व्होल्टेजाच्या सुमारे 63% पर्यंत येतो; सुमारे 5τ नंतर तो बरेचदा पूर्ण चार्ज झालेला असतो.

छापण्यायोग्य कार्यपत्रिका विद्यार्थ्यांकडून काय काढून घेते

• एका फेरीसाठी E = 10 V, τ = 1 s सह V_c = E(1 − e^(−t/τ)) काढा. तक्त्याशी तुलना करा.
• t = τ (1 s) वर संधारित्र अंतिम व्होल्टेजाच्या सुमारे 63% पर्यंत येतो. घातांकीय सूत्र वापरून, 10 V च्या खूप जवळ येण्यास बरेच वेळ-अचूकता गुणक का लागतात पण गणितीयदृष्ट्या तो कधीच नेमका पोहोचत नाही ते स्पष्ट करा.

प्रयोगशाळेबाहेर हे कुठे दिसते

• संधारकता C दुप्पट केल्यास (R तशाच), वेळ-अचूकता गुणक τ = RC दुप्पट होईल. संधारित्र 10 V च्या 63% पर्यंत येण्यास जास्त की कमी वेळ लागेल? त्याच रोधमार्फत मोठ्या संधारित्राला चार्ज होण्यास जास्त वेळ का लागतो?
• कॅमेरा-फ्लॅश संधारित्र जास्त-प्रतिरोध मार्गातून हळूहळू (सेकंदांत) चार्ज होतो पण फ्लॅश-नळीतून (खूप कमी प्रतिरोध) झटपट् डिस्चार्ज होतो. τ = RC वापरून, त्याच संधारित्रासाठी चार्ज व डिस्चार्ज वेळा एवढ्या वेगळ्या का असू शकतात ते स्पष्ट करा.

• 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. RC चार्जिंगमध्ये स्वागत आहे
2. प्ले दाबा
3. संधारित्र निवडा
4. घातांकीय चार्ज
5. गुणधर्म पॅनेल उघडा
6. तुम्ही केले!

दृश्य बांधण्यासाठी, प्ले दाबण्यासाठी आणि थेट मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह एक्सप्लोर करण्यासाठी संवादी सिम्युलेशन उघडा.

संवादी प्रयोगशाळा उघडा →

कार्यपत्रिका डाउनलोड करा →

संधारित्र चार्जिंग व वेळ-अचूकता गुणक