Ċirkwiti

RLC f’serje

R, L u C f’serje — il-kondensatur jistabilixxi mas-sors

RLC f’serje — simulazzjoni interattiva ta’ Ċirkwiti. R, L u C f’serje — il-kondensatur jistabilixxi mas-sors Laboratorju virtwali tal-fiżika b’xejn fil-browser b’kejl SI ħaj u tutorjal gwida.

Tranżitorju ta’ RLC f’Serje

R, L, u C f’serje jipproduċu tranżitorju li jinxtefi lejn l-istat stabbli.

L-enerġija tinbidel bejn il-kondensatur u l-induttur filwaqt li r-reżistur jiddissipa l-enerġija.

• ω₀ = 1/√(LC)
• Tneħħija ta’ l-oxxillazzjonijiet minn R

Sommarju ta’ investigazzjoni

Ippjana l-mistoqsija qabel ma tiftaħ il-lab

Il-brief jgħaqqad mal-paġna pre-renderjata: mistoqsija ewlenija, predizzjonijiet li jikkontestaw, rwoli tal-varjabbli, liġijiet li jirregolaw, s-setup, analiżi u talbiet ta’ estensjoni jibqgħu viżibbli u f’dan l-ordni.

Mistoqsija ta’ tmexxija

Ċirkwit RLC f’serje jgħaqqad reżistur, induttur, u kondensatur. Il-valur tar-reżistur jiddetermina jekk l-avviċinament taċ-ċirkwit għall-istat finali tiegħu joxxillax (taħt it-tneħħija) jew le (fuqha). Reżistenza akbar tagħmel l-oxxillazzjoni aktar jew inqas probabbli?

Predizzjonijiet biex jitqiesu

• Reżistenza akbar tagħmel l-oxxillazzjoni aktar probabbli.
• Ir-reżistenza ma taffettwax jekk iċ-ċirkwit joxxillax, biss kemm mgħaġġel jistabilixxi.
• Reżistenza akbar tevreħ l-oxxillazzjoni — reżistenza aktar tfisser enerġija dissipata aktar kull ċiklu, u titneħħa kwalunkwe ringing.

Rwoli tal-varjabbli

X’issettja:

• Reżistenza R (Ω)

X’tkejjel:

• Frekwenza risonanti f₀ (Hz)
• Proporzjon ta’ Tnaqqis ζ

Kif taħdem l-investigazzjoni

1. Iftaħ il-preset ta’ rlc-series u agħfas Reset. L = 1 H, C = 0.01 F huma fissi; il-batterija tforni 10 V.
2. Attiva l-qarijiet ta’ voltaġġ tal-kondensatur u kurrent fl-induttur.
3. Issettja l-valur tar-reżistur għal kull prova u ikkalkula r-rapport ta’ tneħħija ζ = R / (2√(L/C)).

l-ekwazzjoni li tiggwida

Frekwenza Risonanti RLC — f₀ = 1 / (2π·√(L·C))

Il-frekwenza naturali ta’ oxxillazzjoni ta’ ċirkwit RLC f’serje hi f₀ = 1/(2π√(LC)), stabbilita għal kollha mill-induttanza u kapaċitanza. Ir-reżistenza R ma tbiddilx din il-frekwenza — tikkontrolla biss kemm b’qawwa kwalunkwe oxxillazzjoni titneħħa.

X’il-folja stampabbli titlob lill-istudenti jaħdmu

• Għal prova waħda, ikkalkula f₀ = 1/(2π√(LC)) bl-użu ta’ L = 1 H, C = 0.01 F (l-istess għal kull prova, għax ma jiddependix fuq R), imbagħad ζ = R/(2√(L/C)). Qabbel it-tnejn mat-tabella.
• R default ta’ dan iċ-ċirkwit ta’ 20 Ω jagħti eżattament ζ = 1 (criticalament mneħħi) — agħfas Riproduċi f’dak il-valur u ara l-voltaġġ tal-kondensatur jersaq lejn 10 V kemm jista’ jkun mgħaġġel bla qbiż. Ispjega x’tistenna tara minflok f’R = 10 Ω (ζ = 0.5, taħt it-tneħħija).

Fejn dan jidher lil hinn mill-lab

• Sistemi criticalament mneħħija (ζ = 1) huma apprezzati fl-inġinerija — l-ammortizzaturi tal-karozzi, pereżempju — għax jirritornaw għall-ekwilibriju l-aktar mgħaġġla bla qbiż jew tqabiż. Ispjega għalfejn ammortizzatur taħt it-tneħħija (ζ < 1) jagħmel vjaġġ skomdu u li jaqbeż.
• Il-frekwenza resonanti f₀ = 1/(2π√(LC)) tiddependi biss fuq L u C, mhux fuq R xejn — R bikkontrolla t-tneħħija. Ispjega għalfejn ċirkwit ta’ tqabbil ta’ radju RLC juża L u C (mhux R) biex jagħżel liema frekwenza ta’ stazzjon jirrispondi għaliha.

• 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. Merħba għal RLC f’serje
2. Agħfas Riproduċi
3. Agħżel il-kondensatur
4. Ara t-tranżitorju
5. Iftaħ il-pannell tal-Proprjetajiet
6. Għamirtha!

Iftaħ is-simulazzjoni interattiva biex tibni x-xena, agħfas Riproduċi, u esplora b’kejl ħaj u tutorjal bil-gwida.

Iftaħ Lab Interattiv →

Niżżel il-folja →

Tħaffil ta’ Kondensatur u Kostanti ta’ Żmien