Litar RL: Induktor Melawan Perubahan Arus Menjentik

1 · Ramal

Induktor dan perintang disambung kepada bateri 10 V. Adakah arus melompat serta-merta ke nilai akhirnya, atau menanjak beransur sepertimana voltan kapasitor yang mengecas?

2 · Susun

  1. Buka praset litar-rl dan tekan Set semula. R = 10 Ω, L = 1 H, memberi pemalar masa τ = L/R = 0.1 s; bateri membekalkan 10 V.
  2. Aktifkan bacaan arus-induktor.
  3. Tekan Main dan rekod arus induktor pada setiap masa tersenarai.

3 · Kumpul Data

Masa t (s)Pemalar masa τ (s)Arus induktor I (mA)
0.10
0.20
0.50

Plot arus induktor I (paksi-y) melawan masa t (paksi-x) bagi tiga bacaan anda. Adakah lengkung merata ketika menghampiri nilai keadaan-malar 1000 mA (1 A)?

4 · Analisis

  1. Bagi satu percubaan, kira I = (E/R)(1 − e^(−t/τ)) menggunakan E = 10 V, R = 10 Ω, τ = 0.1 s. Bandingkan dengan jadual.
  2. Terangkan mengapa penanjakan arus induktor (litar RL) mengikut bentuk matematik yang sama seperti penanjakan voltan kapasitor (litar RC), walaupun kedua-dua komponen menyimpan tenaga dengan cara yang sama sekali berbeza.

5 · Lanjutkan

  1. Tingkah laku penentu induktor ialah melawan sebarang PERUBAHAN arus (bukan melawan arus itu sendiri, seperti perintang). Terangkan mengapa, tepat pada t = 0, arus mesti bermula tepat pada 0 A walaupun bateri disambung sepenuhnya.
  2. Apabila litar induktor pembawa-arus tiba-tiba terputus (suis dibuka), induktor cuba mengekalkan arusnya, yang boleh mencipta lonjakan voltan besar (beginilah cara gegelung penyalaan palam spark berfungsi). Terangkan mengapa gangguan laluan arus induktor lebih dramatik daripada gangguan perintang.

Fizik di Sebalik Eksperimen Ini

Pemalar Masa RL

Pemalar masa τ = L/R menetapkan skala masa kenaikan (atau susutan) eksponen arus litar RL. Induktans lebih besar atau rintangan lebih kecil bermakna τ lebih panjang -- induktor lebih kuat melawan perubahan arus.

← Kembali ke eksperimen

Litar

138 Lembaran Kerja Makmal Fizik Boleh Cetak Percuma