Elektromagnetisme
RLC pada resonans
ω sepadan dengan ω₀ = 1/√(LC) -- Z minimum, I maksimum; graf I(t).
RLC pada resonans — simulasi Elektromagnetisme interaktif. ω sepadan dengan ω₀ = 1/√(LC) -- Z minimum, I maksimum; graf I(t). Makmal fizik maya berasaskan pelayar percuma dengan pengukuran SI langsung dan tutorial berpandu.
Resonans RLC
ω sepadan dengan ω₀ = 1/√(LC) -- Z minimum, I maksimum; graf I(t).
Pada resonans ω = ω₀ = 1/√(LC), reaktans induktif dan kapasitif saling meniadakan jadi impedans Z minimum dan arus I maksimum. Tekan Main untuk menggraf I(t); baca Z dan fasa dalam panel Sifat. Penalaan radio dan gegelung MRI mengeksploitasi puncak arus tajam ini.
- ω₀ = 1/√(LC)
- Z_min pada resonans
Ringkasan penyiasatan
Rancang soalannya sebelum anda membuka makmal
Ringkasan ini menggambarkan halaman pra-render: soalan pemacu, ramalan bersaing, peranan pemboleh ubah, hukum pengawal, susunan, analisis dan gesaan lanjutan kekal kelihatan dan mengikut turutan ini.
Soalan pemacu
Litar RLC sesiri dipacu oleh sumber AC berfrekuensi berubah-ubah. Adakah tentangan jumlah litar kepada arus (impedans) mencapai minimum pada sesuatu frekuensi tertentu?
Ramalan untuk ditimbang
- Impedans mencapai maximum pada sesuatu frekuensi.
- Impedans tidak bergantung pada frekuensi pacuan.
- Ya -- impedans mencapai minimum (sama dengan R sahaja) pada frekuensi resonan ω₀ = 1/√(LC).
Peranan pemboleh ubah
Apa yang anda tetapkan:
- Frekuensi pacuan ω (rad/s)
Apa yang anda ukur:
- Sudut fasa φ (rad)
- Impedans Z (Ω)
Bagaimana penyiasatan berjalan
- Buka praset resonans-rlc dan tekan Set semula. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F tetap (sama seperti eksperimen litar rlc-sesiri terpaut).
- Aktifkan bacaan impedans dan sudut-fasa.
- Tetapkan frekuensi sudut pacuan bagi setiap percubaan (sebagai gandaan ω₀ = 1/√(LC) = 10 rad/s) dan rekod impedans.
Apa yang lembaran kerja boleh cetak minta pelajar selesaikan
- Bagi satu percubaan, kira reaktans X = ωL − 1/(ωC), kemudian Z = √(R² + X²) dan φ = atan2(X, R), menggunakan R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F. Bandingkan kedua-duanya dengan jadual.
- Pada ω = ω₀ = 10 rad/s, sahkan Z = R tepat dan φ = 0. Terangkan mengapa reaktans induktif ωL dan reaktans kapasitif 1/(ωC) tepat saling meniadakan pada resonans, meninggalkan hanya tentangan perintang.
Di mana ini muncul di luar makmal
- Penala radio pada asasnya litar RLC yang frekuensi resonannya anda laraskan (biasanya melalui kapasitor berubah-ubah) untuk memadankan frekuensi siaran satu stesen, tempat impedans jatuh dan arus -- dan isyarat -- memuncak. Terangkan mengapa stesen pada frekuensi lain ditindas sebaliknya.
- Sudut fasa φ negatif di bawah resonans dan positif di atasnya. Terangkan, menggunakan formula reaktans X = ωL − 1/(ωC), mengapa frekuensi rendah membuatkan kapasitor mendominasi (X negatif) sementara frekuensi tinggi membuatkan induktor mendominasi (X positif).
- 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
- Selamat datang ke Resonans RLC
- Pilih litar RLC itu
- Tekan Main
- Impedans minimum
- Buka panel Sifat
- Anda berjaya!
Buka simulasi interaktif untuk membina adegan, tekan Main, dan teroka dengan ukuran langsung serta tutorial berpandu.