వలయాలు

RC చార్జింగ్

ప్లే నొక్కండి — సంధారకం ఘాతీయ వక్రంపై చార్జ్ అవుతుంది (τ = RC)

RC చార్జింగ్ — ఇంటరాక్టివ్ వలయాలు సిమ్యులేషన్. ప్లే నొక్కండి — సంధారకం ఘాతీయ వక్రంపై చార్జ్ అవుతుంది (τ = RC) ప్రత్యక్ష SI కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్‌తో కూడిన ఉచిత, బ్రౌజర్ ఆధారిత ఆభాసీ భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగశాల.

RC చార్జింగ్

వలయానికి శక్తి వచ్చినప్పుడు సంధారకం ఘాతీయంగా చార్జ్ అవుతుంది. కాల స్థిరాంకం τ = RC.

మొదట్లో ప్రవాహం ఎక్కువ; ఆవేశం పేరుకుపోయేకొద్దీ సంధారక వోల్టేజ్ పెరిగి, ప్రవాహం సున్నా వైపు పడిపోతుంది.

• τ = RC
• V_C(t) = ε(1 − e^(−t/τ))

దర్యాప్తి సంక్షిప్త వివరణ

ల్యాబ్ తెరిచే ముందు ప్రశ్నను ప్లాన్ చేయండి

ఈ సంక్షిప్త సారాంశం ప్రీరెండర్ చేసిన పేజీని ప్రతిబింబిస్తుంది: ముఖ్య ప్రశ్న, పోటీ ఊహలు, చరరాశి పాత్రలు, నియంత్రక నియమాలు, సెటప్, విశ్లేషణ, విస్తరణ ప్రశ్నలు — ఇవే క్రమంలో కనిపిస్తూ ఉంటాయి.

ముఖ్య ప్రశ్న

సంధారకం 10 V బ్యాటరీ నుండి నిరోధకం గుండా చార్జ్ అవుతుంది. దాని వోల్టేజ్ స్థిర రేటుతో పెరుగుతుందా, లేక బ్యాటరీ వోల్టేజ్‌ను సమీపించేకొద్దీ నెమ్మదిస్తుందా?

పరిగణించాల్సిన ఊహలు

• సంధారకపు వోల్టేజ్ 10 V చేరే వరకు స్థిర రేటుతో పెరుగుతుంది, ఆపై ఆగిపోతుంది.
• చార్జింగ్ నెమ్మదిస్తుంది — సంధారకం 10 V ను సమీపిస్తుంది కానీ పరిమిత కాలంలో దాన్ని పూర్తిగా చేరదు (ఘాతీయ సమీపనం).
• సంధారకపు వోల్టేజ్ 10 V ను దాటి పైకి వెళ్లి, తర్వాత తిరిగి స్థిరపడుతుంది.

చరరాశి పాత్రలు

మీరు సెట్ చేసేవి:

• గడిచిన కాలం t (s)

మీరు కొలిచేవి:

• కాల స్థిరాంకం τ (s)
• సంధారక వోల్టేజ్ V_c (V)

పరిశోధన ఎలా నడుస్తుంది

1. rc-charging ప్రీసెట్‌ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. R = 100 Ω, C = 0.01 F, ఇవి కాల స్థిరాంకం τ = RC = 1 s ఇస్తాయి; బ్యాటరీ 10 V సరఫరా చేస్తుంది.
2. సంధారక-వోల్టేజ్ రీడింగ్‌ను చేతనం చేయండి.
3. ప్లే నొక్కి, జాబితా చేసిన ప్రతి సమయం వద్ద సంధారకపు వోల్టేజ్‌ను నమోదు చేయండి.

పాలక సమీకరణం

RC కాల స్థిరాంకం — τ = R·C

కాల స్థిరాంకం τ = RC ఒక RC వలయపు ఘాతీయ స్పందన కాలానుక్రమాన్ని నిర్ణయిస్తుంది. ఒక τ తర్వాత, చార్జ్ అవుతున్న సంధారకం తన తుది వోల్టేజ్‌లో సుమారు 63% చేరుకుంటుంది; సుమారు 5τ తర్వాత అది వాస్తవానికి పూర్తిగా చార్జ్ అవుతుంది.

ముద్రించగల కార్యపత్రకం విద్యార్థులను ఏమి కనుగొనమంటుంది

• ఒక ప్రయత్నానికి, E = 10 V, τ = 1 s ఉపయోగించి V_c = E(1 − e^(−t/τ)) లెక్కించండి. పట్టికతో పోల్చండి.
• t = τ (1 s) వద్ద, సంధారకం తుది వోల్టేజ్‌లో సుమారు 63% చేరుకుంటుంది. ఘాతీయ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి, 10 V కు చాలా దగ్గరగా వెళ్లడానికి చాలా ఎక్కువ కాల స్థిరాంకాలు పడుతుంది గానీ గణితశాస్త్రపరంగా అది ఎప్పుడూ ఖచ్చితంగా చేరదెందుకో వివరించండి.

ల్యాబ్‌కు మించి ఇది ఎక్కడ కనిపిస్తుంది

• నిరోధాన్ని అలాగే ఉంచి సామర్థ్యం C ను రెట్టించినట్లయితే, కాల స్థిరాంకం τ = RC కూడా రెట్టింపబడుతుంది. 10 V లో 63% చేరుకోవడానికి సంధారకానికి ఎక్కువ సమయమా తక్కువ సమయమా పడుతుంది? పెద్ద సంధారకానికి అదే నిరోధకం గుండా చార్జ్ అవ్వడానికి ఎక్కువ సమయం ఎందుకు పడుతుంది?
• కెమెరా ఫ్లాష్ సంధారకం ఎక్కువ-నిరోధ మార్గం గుండా నెమ్మదిగా (సెకన్లు) చార్జ్ అవుతుంది, కానీ ఫ్లాష్ ట్యూబ్ (చాలా తక్కువ నిరోధం) గుండా దాదాపు తక్షణమే డిస్చార్జ్ అవుతుంది. τ = RC ఉపయోగించి, అదే సంధారకానికి చార్జింగ్, డిస్చార్జింగ్ సమయాలు ఇంత భిన్నంగా ఎందుకు ఉండగలవో వివరించండి.

• 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. Rc Charging కు స్వాగతం
2. ప్లే నొక్కండి
3. సంధారకం ఎంచుకోండి
4. ఘాతీయ చార్జింగ్
5. లక్షణాల ప్యానెల్ తెరవండి
6. మీరు సాధించారు!

దృశ్యం నిర్మించడానికి, ప్లే నొక్కడానికి, ప్రత్యక్ష కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్‌తో అన్వేషించడానికి ఇంటరాక్టివ్ సిమ్యులేషన్ తెరవండి.

ఇంటరాక్టివ్ ల్యాబ్ తెరవండి →

ప్రయోగ పత్రకం డౌన్‌లోడ్ →

సంధారక చార్జింగ్ & కాల స్థిరాంకాలు