Elektromagnetyzm
Połączony RLC w stanie ustalonym
Ta analityczna ława stanu ustalonego pokazuje analizę fazorową Z, I i fazy dla tych samych R, L, C; osobny preset w Obwodach modeluje jego stan nieustalony przy załączeniu.
Połączony RLC w stanie ustalonym — interaktywna symulacja: Elektromagnetyzm. Ta analityczna ława stanu ustalonego pokazuje analizę fazorową Z, I i fazy dla tych samych R, L, C; osobny preset w Obwodach modeluje jego stan nieustalony przy załączeniu. Bezpłatne wirtualne laboratorium fizyki w przeglądarce z pomiarami na żywo w SI i samouczkiem prowadzonym.
Stany nieustalone RLC
Ława ustalona z analizą fazorową RLC; Obwody pokazują stan nieustalony przy załączeniu.
Ta analityczna ława stanu ustalonego pokazuje analizę fazorową Z, I i fazy dla tych samych R, L, C; osobny preset w Obwodach modeluje jego stan nieustalony przy załączeniu.
- ω₀ = 1/√(LC)
- Łącze do laboratorium Circuits
Krótki opis badania
Zaplanuj pytanie, zanim otworzysz pracownię
Krótki opis odzwierciedla stronę statyczną: pytanie badawcze, konkurujące przewidywania, role zmiennych, prawo rządzące i co mierzyć.
Pytanie badawcze
Ten eksperyment używa dokładnie tych samych wartości R, L, C co obwodowy eksperyment rlc-series, tu oglądanych jako zadanie fazorowe/AC zamiast stanu nieustalonego przy załączeniu. Gdy odsuwasz częstotliwość wymuszania od rezonansu w obie strony, czy amplituda prądu zawsze maleje?
Prognozy do rozważenia
- Tak — oddalenie od rezonansu w obu kierunkach (wyższe lub niższe ω) zmniejsza amplitudę prądu, bo impedancja rośnie po obu stronach.
- Amplituda prądu maleje tylko dla częstotliwości powyżej rezonansu.
- Amplituda prądu maleje tylko dla częstotliwości poniżej rezonansu.
Role zmiennych
Co ustawiasz:
- Częstotliwość wymuszania ω (rad/s)
Co mierzysz:
- Szczytowa amplituda prądu I_peak (A)
Jak przebiega badanie
- Otwórz preset rlc-in-circuits i naciśnij Reset. R = 20 Ω; L = 1 H; C = 0.01 F; V₀ = 10 V — identyczne z komponentami eksperymentu rlc-series.
- Włącz odczyt amplitudy prądu.
- Ustaw pulsację wymuszającą dla każdej próby (jako wielokrotność ω₀ = 10 rad/s) i zapisz amplitudę szczytową prądu.
Co karta do druku każe uczniom wyliczyć
- Dla jednej próby oblicz Z = √(R² + (ωL − 1/(ωC))²) przy R = 20 Ω; L = 1 H; C = 0.01 F, a potem I_peak = V₀/Z przy V₀ = 10 V. Porównaj z tabelą.
- Potwierdź, że dwie próby poza rezonansem (poniżej i powyżej ω₀) dają równą amplitudę prądu przy równym odstępie od rezonansu w tym konkretnym przypadku. Wyjaśnij, dlaczego amplituda prądu osiąga szczyt dokładnie na ω₀ i spada symetrycznie w skali częstotliwości logarytmicznej.
Gdzie to wychodzi poza pracownię
- Obwodowy eksperyment rlc-series pokazuje odpowiedź skokową (stan nieustalony przy załączeniu) tego samego sprzężenia na stałą baterię 10 V, nie na wymuszenie sinusoidalne. Wyjaśnij, dlaczego „impedancja” i „rezonans” to pojęcia stanu ustalonego AC, które nie stosują się wprost do scenariusza załączenia DC.
- Jak ostro amplituda prądu opada w miarę oddalania się od rezonansu, opisuje „dobroć” obwodu Q = ω₀L/R. Dla tego obwodu przy R = 20 Ω; L = 1 H; ω₀ = 10 rad/s oblicz Q i wyjaśnij, czy ten obwód ma ostry czy szeroki pik rezonansowy.
- 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
- Witamy w RLC w Obwodach
- Zaznacz obwód RLC
- Naciśnij Play
- Ta sama fizyka w Obwodach
- Otwórz panel Właściwości
- Udało się!
Otwórz interaktywną symulację, zbuduj scenę, naciśnij Play i badaj z pomiarami na żywo oraz przewodnikiem.
Otwórz interaktywną pracownię →