Schakelingen
RL-circuit
De spoelstroom stijgt naar E/R (τ = L/R)
RL-circuit — interactieve Schakelingen-simulatie. De spoelstroom stijgt naar E/R (τ = L/R) Gratis virtueel natuurkundelab in de browser met live SI-metingen en een begeleide rondleiding.
Stroomtoename in RL
De spoelstroom groeit naar ε/R met tijdsconstante τ = L/R.
De spoel werkt stroomveranderingen tegen via zijn tegen-EMF. Na lange tijd vestigt de stroom zich op ε/R.
- τ = L/R
- I(t) → ε/R
Onderzoeksnota
Plan de vraag voordat je het lab opent
De samenvatting spiegelt de voorgerenderde pagina: leidende vraag, concurrerende voorspellingen, rollen van variabelen, bepalende wetten, opstelling, analyse- en verdiepingsvragen blijven zichtbaar en in deze volgorde.
Leidende vraag
Een spoel en een weerstand zijn op een batterij van 10 V aangesloten. Springt de stroom direct naar zijn eindwaarde, of loopt hij geleidelijk op zoals de spanning van een ladende condensator?
Voorspellingen om te wegen
- De stroom loopt geleidelijk op, volgens hetzelfde soort exponentiële nadering als de spanning van een RC-schakeling.
- De stroom springt direct naar E/R.
- De stroom oscilleert voordat hij tot rust komt.
Rollen van variabelen
Wat je instelt:
- Tijd t (s)
Wat je meet:
- Tijdsconstante τ (s)
- Spoelstroom I (A)
Hoe het onderzoek verloopt
- Open de voorinstelling rl-circuit en druk op Herstel. R = 10 Ω, L = 1 H, met tijdsconstante τ = L/R = 0.1 s; de batterij levert 10 V.
- Zet de aflezing van de spoelstroom aan.
- Druk op Start en noteer de stroom in de spoel op elk vermeld tijdstip.
Leidende vergelijking
RL-tijdsconstante — τ = L/R
De tijdsconstante τ = L/R bepaalt de tijdschaal van de exponentiële stroomstijging (of -daling) van een RL-schakeling. Grotere zelfinductie of kleinere weerstand betekent langere τ — de spoel verzet zich sterker tegen stroomveranderingen.
Wat het uitprintbare werkblad leerlingen laat uitwerken
- Reken voor één meting I = (E/R)(1 − e^(−t/τ)) uit met E = 10 V, R = 10 Ω, τ = 0.1 s. Vergelijk met de tabel.
- Leg uit waarom het oplopen van de stroom in een spoel (RL-schakeling) dezelfde wiskundige vorm volgt als het oplopen van de spanning van een condensator (RC-schakeling), ook al slaan de twee componenten energie volledig verschillend op.
Waar dit buiten het lab opduikt
- Het kenmerkende gedrag van een spoel is het tegenwerken van elke VERANDERING in stroom (niet van de stroom zelf, zoals een weerstand doet). Leg uit waarom de stroom precies op t = 0 moet beginnen bij exact 0 A, ook al is de batterij volledig aangesloten.
- Als de schakeling van een stroomvoerende spoel plotseling wordt onderbroken (schakelaar open), probeert de spoel zijn stroom te behouden, wat een grote spanningspiek kan veroorzaken (zo werken bougiespoelen). Leg uit waarom het onderbreken van het stroompad van een spoel dramatischer is dan dat van een weerstand.
- 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
- Welkom bij RL-schakeling
- Druk op Start
- Selecteer de spoel
- De stroom loopt op
- Open het eigenschappenpaneel
- Gelukt!
Open de interactieve simulatie om de scène te bouwen, druk op Start en verken met live metingen en een begeleide rondleiding.
Het opladen van een condensator & tijdsconstanten