Elektromagnetisme
Gekoppeld RLC in stationaire toestand
Deze analytische stationaire bank toont fasor Z, I en fase voor dezelfde R, L, C; de aparte voorinstelling in Schakelingen modelleert zijn schakeltransiënt.
Gekoppeld RLC in stationaire toestand — interactieve Elektromagnetisme-simulatie. Deze analytische stationaire bank toont fasor Z, I en fase voor dezelfde R, L, C; de aparte voorinstelling in Schakelingen modelleert zijn schakeltransiënt. Gratis virtueel natuurkundelab in de browser met live SI-metingen en een begeleide rondleiding.
RLC-overgangen
Stationaire fasor-RLC; Schakelingen toont de schakelovergang.
Deze analytische stationaire bank toont fasor Z, I en fase voor dezelfde R, L, C; de aparte voorinstelling in Schakelingen modelleert zijn schakelovergang.
- ω₀ = 1/√(LC)
- Link naar het lab Schakelingen
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
Dit experiment gebruikt exact dezelfde R-, L- en C-waarden als het schakelingsexperiment rlc-series, hier bekeken als een fasevektor/wisselstroomprobleem in plaats van een inschakelovergang. Neemt de stroomamplitude altijd af als je de aansturende frequentie in een van beide richtingen van resonantie wegschuift?
Voorspellingen om te wegen
- Ja — van resonantie weg bewegen in beide richtingen (hoger of lager ω) verkleint de stroomamplitude, want de impedantie stijgt aan beide zijden.
- De stroomamplitude neemt alleen af voor frequenties boven resonantie.
- De stroomamplitude neemt alleen af voor frequenties onder resonantie.
Rollen van variabelen
Wat je instelt:
- Aandrijffrequentie ω (rad/s)
Wat je meet:
- Piekstroomamplitude I_peak (A)
Hoe het onderzoek verloopt
- Open de voorinstelling rlc-in-circuits en druk op Herstel. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, V₀ = 10 V — identiek aan de componenten van het schakelingsexperiment rlc-series.
- Zet de aflezing van de stroomamplitude aan.
- Stel voor elke meting de hoekfrequentie van de aansturing in (als veelvoud van ω₀ = 10 rad/s) en noteer de piekstroomamplitude.
Wat het uitprintbare werkblad leerlingen laat uitwerken
- Reken voor één meting Z = √(R² + (ωL − 1/(ωC))²) uit met R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F en daarna I_peak = V₀/Z met V₀ = 10 V. Vergelijk met de tabel.
- Controleer dat je twee metingen buiten resonantie (onder en boven ω₀) in dit specifieke geval dezelfde stroomamplitude geven wanneer ze even ver van resonantie liggen. Leg uit waarom de stroomamplitude precies bij ω₀ piekt en op een logaritmische frequentieschaal symmetrisch afvalt.
Waar dit buiten het lab opduikt
- Het schakelingsexperiment rlc-series toont de staprespons van dezelfde hardware (inschakelovergang) op een constante batterij van 10 V, niet op een sinusvormige aansturing. Leg uit waarom 'impedantie' en 'resonantie' wisselstroom-stationaire begrippen zijn die niet direct op dat gelijkstroom-inschakelscenario van toepassing zijn.
- Hoe scherp de stroomamplitude afvalt buiten resonantie wordt beschreven door de 'kwaliteitsfactor' Q = ω₀L/R van een schakeling. Bereken met R = 20 Ω, L = 1 H, ω₀ = 10 rad/s van deze schakeling Q en leg uit of deze schakeling een scherpe of brede resonantiepiek heeft.
- 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
- Welkom bij RLC in schakelingen
- Selecteer de RLC-schakeling
- Druk op Start
- Dezelfde natuurkunde in Schakelingen
- 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.
Wisselstroomschakelingen & resonantie