Circuitos

Circuito RL

Corrente do indutor sobe até E/R (τ = L/R)

Circuito RL — simulação interativa de Circuitos. Corrente do indutor sobe até E/R (τ = L/R) Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.

Crescimento de corrente RL

A corrente do indutor cresce em direção a ε/R com constante de tempo τ = L/R.

O indutor se opõe às mudanças de corrente por meio de sua FEM contrária. Após muito tempo a corrente se estabiliza em ε/R.

• τ = L/R
• I(t) → ε/R

Resumo da investigação

Planeje a pergunta antes de abrir o laboratório

O resumo espelha a página pré-renderizada: a pergunta orientadora, as previsões concorrentes, os papéis das variáveis, as leis governantes, a configuração e os prompts de análise e extensão permanecem visíveis e nesta ordem.

Pergunta de direção

Um indutor e um resistor estão conectados a uma bateria 10 V. A corrente salta instantaneamente para seu valor final ou aumenta gradualmente como a tensão de um capacitor de carga?

Previsões para pesar

• A corrente aumenta gradualmente, seguindo o mesmo tipo de abordagem exponencial da tensão de um circuito RC.
• A corrente salta instantaneamente para E/R.
• A corrente oscila antes de se estabilizar.

Papéis variáveis

O que você definiu:

• Tempo t (s)

O que você mede:

• Constante de tempo τ (s)
• Corrente do indutor I (A)

Como funciona a investigação

1. Abra a predefinição do circuito rl e pressione Redefinir. R = 10 Ω, L = 1 H, dando uma constante de tempo τ = L/R = 0.1 s; a bateria fornece 10 V.
2. Habilite a leitura da corrente do indutor.
3. Pressione Play e registre a corrente do indutor em cada horário listado.

Equação governante

Constante de tempo RL — τ = L/R

A constante de tempo τ = L/R define a escala de tempo do aumento (ou decaimento) exponencial da corrente de um circuito RL. Uma indutância maior ou uma resistência menor significa um τ mais longo - o indutor resiste mais fortemente às mudanças na corrente.

O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam

• Para uma tentativa, calcule I = (E/R)(1 − e^(−t/τ)) usando E = 10 V, R = 10 Ω, τ = 0.1 s. Compare com a tabela.
• Explique por que o aumento de corrente de um indutor (circuito RL) segue a mesma forma matemática que o aumento de tensão de um capacitor (circuito RC), embora os dois componentes armazenem energia de maneira completamente diferente.

Onde isso aparece além do laboratório

• O comportamento definidor de um indutor é se opor a qualquer MUDANÇA na corrente (não se opor à própria corrente, como faz um resistor). Explique por que, exatamente em t = 0, a corrente deve começar exatamente em 0 A mesmo que a bateria esteja totalmente conectada.
• Quando o circuito de um indutor condutor de corrente é interrompido repentinamente (interruptor aberto), o indutor tenta manter sua corrente, o que pode criar um grande pico de tensão (é assim que funcionam as bobinas de ignição das velas de ignição). Explique por que interromper o caminho da corrente de um indutor é mais dramático do que interromper o de um resistor.

• 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. Bem-vindo ao circuito RL
2. Pressione Reproduzir
3. Selecione o indutor
4. A corrente sobe gradualmente
5. Abra o Inspetor
6. Você conseguiu!

Abra a simulação interativa para construir a cena, pressione Reproduzir e explore com medições em tempo real e um tutorial guiado.

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Carga de Capacitor & Constantes de Tempo