Electromagnetism

RLC în afara rezonanței

Această presetare excită sub rezonanță: reactanța capacitivă domină, deci curentul întrece tensiunea (φ < 0).

RLC în afara rezonanței — simulație interactivă de Electromagnetism. Această presetare excită sub rezonanță: reactanța capacitivă domină, deci curentul întrece tensiunea (φ < 0). Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.

Impedanță în afara rezonanței

Sub rezonanță, curentul capacitiv întrece tensiunea (φ < 0).

Această presetare excită sub rezonanță: reactanța capacitivă domină, deci curentul întrece tensiunea (φ < 0).

• Z > R în afara rezonanței
• φ ≠ 0

Rezumat de investigație

Planifică întrebarea înainte să deschizi laboratorul

Rezumatul reflectă pagina pre-randată: întrebarea-ghid, predicțiile concurente, rolurile variabilelor, legile guvernante, montajul, analiza și extensiile rămân vizibile și în această ordine.

Întrebare-ghid

Acest circuit RLC este excitat în afara rezonanței (la jumătatea frecvenței lui de rezonanță), deci curentul lui rămâne în urmă sau întrece tensiunea de excitare cu un unghi de fază fix. Continuă curentul instantaneu să oscileze sinusoidal la aceeași frecvență ca și excitarea?

Predicții de cântărit

• Nu — curentul oscilează la o frecvență diferită de cea a excitării.
• Da — curentul oscilează la exact frecvența de excitare, doar deplasat în fază relativ la tensiune.
• Curentul nu este deloc sinusoidal în regim permanent.

Rolurile variabilelor

Ce stabilești tu:

• Timpul t (s)

Ce măsori:

• Curentul instantaneu i(t) (A)

Cum decurge investigația

1. Deschide presetarea rlc-off-resonance și apasă Resetează. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, excitare ω = 5 rad/s (jumătate din ω₀ de rezonanță = 10 rad/s), V₀ = 10 V.
2. Activează citirea curentului instantaneu.
3. Citește curentul instantaneu la fiecare timp listat.

Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve

• Mai întâi calculează Z = √(R² + X²) și φ = atan2(X, R) cu X = ωL − 1/(ωC), folosind R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, ω = 5 rad/s (dând Z = 25 Ω, φ ≈ −0.64 rad). Apoi calculează i(t) = (V₀/Z)sin(ωt − φ) folosind V₀ = 10 V. Compară cu tabelul.
• Unghiul de fază aici este negativ, ceea ce înseamnă că circuitul este dominat de condensator la această frecvență (sub rezonanță). Explică ce înseamnă un φ negativ pentru faptul dacă curentul întrece sau rămâne în urmă tensiunii de excitare.

Unde mai apare asta dincolo de laborator

• Amplitudinea curentului aici (V₀/Z = 10/25 = 0.4 A) este mai mică decât ar fi exact la rezonanță (V₀/R = 10/20 = 0.5 A). Explică de ce excitarea unui circuit RLC în afara rezonanței duce mereu la o amplitudine a curentului mai mică decât excitarea la rezonanță.
• Pentru că frecvențele din afara rezonanței produc amplitudini de curent mai mici, un circuit RLC acționează ca un filtru natural de frecvență. Explică de ce acest circuit ar răspunde slab la un semnal de frecvență foarte înaltă sau foarte joasă amestecat cu frecvența lui de rezonanță.

• 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

1. Bine ai venit la RLC în afara rezonanței
2. Selectează circuitul RLC
3. Apasă Pornește
4. Peste sau sub rezonanță
5. Deschide panoul Proprietăți
6. Ai reușit!

Deschide simularea interactivă pentru a construi scena, a apăsa Pornește și a explora cu măsurători live și un tutorial ghidat.

Deschide laboratorul interactiv →

Descarcă fișa →

Circuite de curent alternativ și rezonanță