Devreler
Seri RLC
Seri R, L ve C — kondansatör kaynak gerilimine yerleşir
Seri RLC — etkileşimli Devreler simülasyonu. Seri R, L ve C — kondansatör kaynak gerilimine yerleşir Canlı SI ölçümleri ve rehberli öğreticiyle ücretsiz, tarayıcı tabanlı sanal fizik laboratuvarı.
Seri RLC geçici
Seri R, L ve C, kararlı hale doğru sönümlü bir geçici oluşturur.
Direnç enerji dağıtırken, enerji kondansatör ile indüktör arasında el değiştirir.
- ω₀ = 1/√(LC)
- R'den sönümlenme
Araştırma özeti
Laboratuvarı açmadan önce soruyu planlayın
Bu özet, önceden oluşturulmuş sayfayı yansıtır: yönlendirici soru, yarışan tahminler, değişken rolleri, yöneten yasalar, kurulum, analiz ve geliştirme istemleri görünür kalır ve bu sırayı izler.
Sürüş sorusu
Bir seri RLC devresi bir direnci, indüktörü ve kapasitörü birleştirir. Direncin değeri, devrenin nihai durumuna yaklaşımının salınıp salınmayacağını (düşük sönümlü) veya salınmayacağını (aşırı sönümlü) belirler. Daha büyük bir direnç salınımı daha fazla mı yoksa daha az mı olası kılar?
Tartılacak tahminler
- Daha büyük bir direnç salınımı daha olası hale getirir.
- Direnç, devrenin salınıp salınmamasını etkilemez, yalnızca ne kadar hızlı yerleştiğine etki eder.
- Daha büyük bir direnç salınımı bastırır; daha fazla direnç, döngü başına daha fazla enerjinin dağıtılması anlamına gelir ve her türlü çınlamayı azaltır.
Değişken roller
Neyi ayarladınız:
- Direnç R (Ω)
Ölçtüğünüz şey:
- Rezonans frekansı f₀ (Hz)
- Sönümleme oranı ζ
Araştırma nasıl yürütülüyor?
- rlc-series ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. L = 1 H, C = 0.01 F sabittir; pil 10 V'yi besler.
- Kapasitör gerilimı ve indüktör akımı okumalarını etkinleştirin.
- Her deneme için direncin değerini ayarlayın ve sönümleme oranını ζ = R / (2√(L/C)) hesaplayın.
Yönetim denklemi
RLC Rezonans Frekansı — f₀ = 1 / (2π·√(L·C))
Bir seri RLC devresinin doğal salınım frekansı f₀ = 1/(2π√(LC))'dir ve tamamen endüktans ve kapasitans tarafından ayarlanır. R direnci bu frekansı değiştirmez; yalnızca herhangi bir salınımın ne kadar güçlü bir şekilde sönümlendiğini kontrol eder.
Yazdırılabilir çalışma sayfasının öğrencilerden neyi çözmelerini istediği
- Bir deneme için, L = 1 H, C = 0.01 F kullanarak f₀ = 1 /(2π√(LC))'yi hesaplayın (R'ye bağlı olmadığından her deneme için aynıdır), sonra ζ = R/(2√(L/C)). Her ikisini de tabloyla karşılaştırın.
- Bu devrenin varsayılan R = 20 Ω tam olarak ζ = 1 (kritik olarak sönümlenmiş) verir - bu değerde Oynat tuşuna basın ve kapasitör gerilimının 10 V'ye aşmadan mümkün olduğunca hızlı yaklaşmasını izleyin. Bunun yerine R = 10 Ω (ζ = 0.5, yetersiz sönümlü) konumunda ne görmeyi beklediğinizi açıklayın.
Bunun laboratuvarın ötesinde ortaya çıktığı yer
- Kritik sönümlemeli sistemler (ζ = 1), mühendislikte (örneğin araba amortisörleri) ödüllendirilir çünkü herhangi bir aşma veya sıçrama olmadan dengeye en hızlı şekilde geri dönerler. Yetersiz sönümlü bir amortisörün (ζ < 1) neden rahatsız edici, esnek bir sürüş sağladığını açıklayın.
- Rezonans frekansı f₀ = 1/(2π√(LC)) yalnızca L ve C'ye bağlıdır, R'ye hiç bağlı değildir — R yalnızca sönümü kontrol eder. Bir RLC radyo ayarlama devresinin, yanıt vereceği istasyonun frekansını seçmek için neden L ve C'yi (R değil) kullandığını açıklayın.
- 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
- Hoş geldiniz: Seri RLC
- Oynat'a basın
- Seçin: kondansatör
- Geçici durumu izleyin
- Denetleyiciyi açın
- Başardınız!
Sahneyi oluşturmak için etkileşimli simülasyonu açın, Oynat'a basın ve canlı ölçümler ile rehberli bir eğitim eşliğinde keşfedin.
Kondansatör Şarjı & Zaman Sabitleri