Điện từ học

Mạch RLC lệch cộng hưởng

Cài đặt này chạy dưới cộng hưởng: cảm kháng điện dung chiếm ưu thế nên dòng điện sớm pha hơn điện áp (φ < 0).

Mạch RLC lệch cộng hưởng — mô phỏng Điện từ học tương tác. Cài đặt này chạy dưới cộng hưởng: cảm kháng điện dung chiếm ưu thế nên dòng điện sớm pha hơn điện áp (φ < 0). Phòng thí nghiệm vật lý ảo miễn phí trên trình duyệt với phép đo SI trực tiếp và hướng dẫn từng bước.

Impedancia fuera de resonancia

Dưới cộng hưởng, dòng điện dung sớm pha hơn điện áp (φ < 0).

Cài đặt này chạy dưới cộng hưởng: cảm kháng điện dung chiếm ưu thế nên dòng điện sớm pha hơn điện áp (φ < 0).

• Ngoài cộng hưởng Z > R
• Φ ≠ 0

Tóm tắt điều tra

Lập kế hoạch câu hỏi trước khi bạn mở phòng thí nghiệm

Bản tóm tắt phản ánh trang được kết xuất trước: câu hỏi dẫn dắt, các dự đoán cạnh tranh, vai trò của biến, các định luật chi phối, phần thiết lập và các gợi ý phân tích, mở rộng vẫn hiển thị theo thứ tự này.

Câu hỏi lái xe

Mạch RLC này được điều khiển ở chế độ tắt cộng hưởng (bằng một nửa tần số cộng hưởng của nó), do đó dòng điện của nó trễ hoặc dẫn điện áp điều khiển một góc pha cố định. Dòng điện tức thời có còn dao động hình sin cùng tần số với biến tần không?

Dự đoán cân nặng

• Không - dòng điện dao động ở tần số khác với tần số của biến tần.
• Có - dòng điện dao động ở tần số truyền động chính xác, chỉ lệch pha so với điện áp.
• Dòng điện hoàn toàn không có dạng hình sin ở trạng thái ổn định.

Vai trò thay đổi

Những gì bạn đặt:

• Thời gian t (s)

Những gì bạn đo lường:

• Dòng điện tức thời i(t) (A)

Cuộc điều tra diễn ra như thế nào

1. Mở cài đặt trước rlc-off-resonance và nhấn Reset. R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, lái ω = 5 rad/s (một nửa cộng hưởng ω₀ = 10 rad/s), V₀ = 10 V.
2. Cho phép đọc dòng điện tức thời.
3. Đọc dòng điện tức thời tại mỗi thời điểm được liệt kê.

Bảng tính có thể in được yêu cầu học sinh làm gì

• Đầu tiên tính Z = √(R² + X²) và φ = atan2(X, R) với X = ωL − 1/(ωC), sử dụng R = 20 Ω, L = 1 H, C = 0.01 F, ω = 5 rad/s (cho Z = 25 Ω, φ ≈ −0.64 rad). Sau đó tính i(t) = (V₀/Z)sin(ωt − φ) sử dụng V₀ = 10 V. So sánh với bảng.
• Góc pha ở đây là âm, nghĩa là mạch có giá trị chiếm ưu thế bởi tụ điện ở tần số này (dưới mức cộng hưởng). Giải thích ý nghĩa của φ âm đối với việc dòng điện dẫn trước hay trễ điện áp điều khiển.

Nơi điều này xuất hiện bên ngoài phòng thí nghiệm

• Biên độ hiện tại ở đây (V₀/Z = 10 /25 = 0.4 A) nhỏ hơn biên độ chính xác ở mức cộng hưởng (V₀/R = 10 /20 = 0.5 A). Giải thích tại sao việc điều khiển mạch RLC off-resonance luôn dẫn đến biên độ dòng điện nhỏ hơn so với việc điều khiển nó ở chế độ cộng hưởng.
• Vì tần số off-resonance tạo ra biên độ dòng điện nhỏ hơn nên mạch RLC hoạt động như một bộ lọc tần số tự nhiên. Giải thích tại sao mạch này phản ứng yếu với tín hiệu rất tần số cao hoặc rất tần số thấp trộn lẫn với tần số cộng hưởng của nó.

• 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. Chào mừng đến RLC fuera de resonancia
2. Chọn mạch RLC
3. Nhấn Phát
4. Mengapa trong atas hoặc mengapa trong bawah từ cộng hưởng
5. Mở Trình kiểm tra
6. Hoàn thành!

Mở mô phỏng tương tác để xây dựng hoạt cảnh, nhấn Chạy và khám phá với các phép đo trực tiếp và bài hướng dẫn.

Mở phòng thí nghiệm tương tác →

Tải tài liệu thí nghiệm →

Mạch AC & Cộng Hưởng