Elektromagnetizmus

Prepojený ustálený RLC

Táto analytická ustálená lavica ukazuje fázor Z, I a fázu pre rovnaké R, L, C; samostatná predvolba v Obvode modeluje jej prechodný dej pri spínani.

Prepojený ustálený RLC — interaktívna simulácia Elektromagnetizmus. Táto analytická ustálená lavica ukazuje fázor Z, I a fázu pre rovnaké R, L, C; samostatná predvolba v Obvode modeluje jej prechodný dej pri spínani. Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.

Prechodné javy RLC

Ustálený fázorový RLC; Obvody zobrazujú prepínací prechod.

Tento analytický stôl v ustálenom stave zobrazuje fázor Z, I a fázu pre rovnaké R, L, C; samostatná predvolba v Obvode modeluje jej prepínací prechod.

• ω₀ = 1/√(LC)
• Odkaz na laboratórium Obvody

Prehľad skúmania

Naplánuj otázku ešte pred otvorením laboratória

Stručný opis zrkadlí predrenderovanú stránku: hlavná otázka, súťažiace predikcie, úlohy premenných, riadiace zákony, postavenie, analýza a rozširujúce podnety zostávajú viditeľné a v tomto poradí.

Hlavná otázka

Tento experiment používa presne tie isté hodnoty R, L, C ako experiment RLC séria v Obvode, tu videný ako fázorový/AC problém namiesto prechodu pri zapnutí. Ako skenuješ budenú frekvenciu preč od rezonancie v oboch smeroch, klesá amplitúda prúdu vždy?

Predikcie na zváženie

• Áno — pohyb preč od rezonancie v oboch smeroch (vyššia alebo nižšia ω) znižuje amplitúdu prúdu, pretože impedancia rastie na oboch stranách.
• Amplitúda prúdu klesá len pre frekvencie nad rezonanciou.
• Amplitúda prúdu klesá len pre frekvencie pod rezonanciou.

Úlohy premenných

Čo nastavuješ:

• Budiaca frekvencia ω (rad/s)

Čo meriaš:

• Vrcholná amplitúda prúdu I_peak (A)

Ako skúmanie prebieha

1. Otvor predvolbu RLC v obvodoch a stlač Resetovať. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, V₀ = 10 V — identické so súčiastkami experimentu RLC séria.
2. Zapni odčítanie amplitúdy prúdu.
3. Nastav budiacu uhlovú frekvenciu pre každý pokus (ako násobok ω₀ = 10 rad/s) a zaznamenaj vrcholnú amplitúdu prúdu.

Čo má študentov naučiť tlačiteľný list

• Pre jeden pokus vypočítaj Z = √(R² + (ωL − 1/(ωC))²) s R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, potom I_peak = V₀/Z s V₀ = 10 V. Porovnaj s tabuľkou.
• Potvrď, že tvoje dva pokusy mimo rezonancie (pod a nad ω₀) dávajú rovnakú amplitúdu prúdu, keď sú rovnako vzdialené od rezonancie v tomto konkrétnom prípade. Vysvetli, prečo amplitúda prúdu vrcholí presne na ω₀ a klesá symetricky na logaritmickej frekvenčnej stupnici.

Kde sa to objavuje mimo laboratória

• Experiment RLC séria v Obvode ukazuje stupňovitú odozvu (prechod pri zapnutí) tohto istého hardvéru na konštantnú batériu 10 V, nie sínusoidálne budenie. Vysvetli, prečo „impedancia“ a „rezonancia“ sú koncepty ustáleného AC stavu, ktoré sa priamo nevzťahujú na ten DC scenár zapnutia.
• Ako ostro amplitúda prúdu klesá preč od rezonancie je opísané „činiteľom kvality“ (dobrotou) obvodu Q = ω₀L/R. S R = 20 Ω, L = 1 H, ω₀ = 10 rad/s tohto obvodu vypočítaj Q a vysvetli, či má tento obvod ostrý alebo široký rezonančný vrchol.

• 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. Vitaj pri RLC v obvodoch
2. Vyber RLC obvod
3. Stlač Prehrať
4. Rovnaká fyzika v Obvode
5. Otvor panel Vlastnosti
6. Zvládol si to!

Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.

Otvoriť interaktívne laboratórium →

Stiahnuť pracovný list →

Obvody striedavého prúdu a rezonancia