Circuit RL: o bobină se opune schimbărilor bruște de curent

1 · Prezice

O bobină și un rezistor sunt conectate la o baterie de 10 V. Sare curentul instant la valoarea finală sau urcă treptat, ca tensiunea unui condensator care se încarcă?

• Curentul urcă treptat, urmând același tip de abordare exponențială ca tensiunea unui circuit RC.
• Curentul sare instant la E/R.
• Curentul oscilează înainte să se stabilizeze.

2 · Montaj

1. Deschide presetarea rl-circuit și apasă Resetează. R = 10 Ω, L = 1 H, dând o constantă de timp τ = L/R = 0.1 s; bateria furnizează 10 V.
2. Activează citirea curentului prin bobină.
3. Apasă Pornește și înregistrează curentul bobinei la fiecare timp listat.

3 · Colectează date

Plotează curentul bobinei I (axa y) în funcție de timpul t (axa x) pentru cele trei citiri. Se aplatizează curba pe măsură ce se apropie de 1 A?

4 · Analizează

1. Pentru o încercare, calculează I = (E/R)(1 − e^(−t/τ)) folosind E = 10 V, R = 10 Ω, τ = 0.1 s. Compară cu tabelul.
2. Explică de ce urcarea curentului printr-o bobină (circuit RL) urmează aceeași formă matematică ca urcarea tensiunii unui condensator (circuit RC), deși cele două componente stochează energie complet diferit.

5 · Extinde

1. Comportamentul definitoriu al unei bobine este opunerea față de orice SCHIMBARE de curent (nu opunerea față de curentul însuși, cum face un rezistor). Explică de ce, exact la t = 0, curentul trebuie să pornescă de la exact 0 A, deși bateria este complet conectată.
2. Când circuitul unei bobine parcursă de curent este brusc întrerupt (întrerupător deschis), bobina încearcă să-și mențină curentul, ceea ce poate crea un vârf mare de tensiune (așa funcționează bobinele de inducție ale bujiilor). Explică de ce întreruperea căii de curent a unei bobine este mai dramatică decât întreruperea celei a unui rezistor.

Fizica din spatele acestui experiment

← Înapoi la experiment

138 de fișe de laborator de fizică tipăribile gratuit