Elektromagnetism
Länkad RLC i stationärt tillstånd
Den här analytiska stationära bänken visar fasvektorerna Z, I och fasen för samma R, L, C; den separata förinställningen i Kretsar modellerar dess kopplingstransient.
Länkad RLC i stationärt tillstånd — interaktiv Elektromagnetism-simulering. Den här analytiska stationära bänken visar fasvektorerna Z, I och fasen för samma R, L, C; den separata förinställningen i Kretsar modellerar dess kopplingstransient. Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.
RLC-transienter
Stationär fasvektor-RLC; Kretsar visar omkopplingstransienten.
Det här analytiska stationära bänken visar fasvektor Z, I och fas för samma R, L, C; den separata Kretsar-förinställningen modellerar dess omkopplingstransient.
- ω₀ = 1/√(LC)
- Länk till Kretsar-labbet
Undersökningsblad
Planera frågan innan du öppnar labbet
Sammanfattningen speglar den förrenderade sidan: drivande fråga, konkurrerande förutsägelser, variablernas roller, styrande lagar, uppställning, analys- och utvidgningsfrågor förblir synliga och i den här ordningen.
Drivande fråga
Detta experiment använder exakt samma R-, L- och C-värden som experimentet med serie-RLC-kretsar, här sett som ett fasvektor-/växelströmsproblem i stället för en påslagningstransient. När du sveper drivfrekvensen bort från resonans i båda riktningarna, minskar då alltid strömamplituden?
Förutsägelser att väga
- Ja — att röra sig bort från resonans i någon av riktningarna (högre eller lägre ω) minskar strömamplituden, eftersom impedansen stiger på båda sidor.
- Strömamplituden minskar bara för frekvenser över resonansfrekvensen.
- Strömamplituden minskar bara för frekvenser under resonansfrekvensen.
Variablernas roller
Det du ställer in:
- Drivfrekvens ω (rad/s)
Det du mäter:
- Toppströmsamplitud I_peak (A)
Så går undersökningen till
- Öppna förinställningen RLC i kretsar och tryck på Återställ. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, V₀ = 10 V — identiskt med experimentet med serie-RLC-kretsars komponenter.
- Aktivera avläsningen av strömamplituden.
- Ställ in drivvinkelfrekvensen för varje försök (som en multipel av ω₀ = 10 rad/s) och notera toppströmmens amplitud.
Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut
- Beräkna för ett försök Z = √(R² + (ωL − 1/(ωC))²) med R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, sedan I_peak = V₀/Z med V₀ = 10 V. Jämför med tabellen.
- Bekräfta att dina två försök utanför resonans (under och över ω₀) ger lika stor strömamplitud när de ligger lika långt från resonans i just detta fall. Förklara varför strömamplituden toppar exakt vid ω₀ och avtar symmetriskt på en logaritmisk frekvensskala.
Var det här syns utanför labbet
- Experimentet med serie-RLC-kretsar visar samma hårdvaras stegsvar (påslagningstransient) på ett konstant 10 V-batteri, inte en sinusformad drivning. Förklara varför 'impedans' och 'resonans' är begrepp för stationär växelström som inte direkt gäller för det scenariot med likströmspåslag.
- Hur brant strömamplituden avtar bort från resonans beskrivs av en krets 'godhetstal' Q = ω₀L/R. Beräkna Q med denna krets R = 20 Ω, L = 1 H, ω₀ = 10 rad/s, och förklara om kretsen har en spetsig eller bred resonanstopp.
- 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
- Välkommen till RLC i kretsar
- Välj RLC-kretsen
- Tryck på Spela upp
- Samma fysik i Kretsar
- Öppna panelen Egenskaper
- Klart!
Öppna den interaktiva simuleringen för att bygga scenen, tryck på Spela och utforska med mätningar i realtid och en guidad genomgång.