電磁學
RLC 失諧
此預設在共振以下驅動：電容性電抗占主導，因此電流超前電壓 (φ < 0)。
RLC 失諧——互動式電磁學模擬。此預設在共振以下驅動：電容性電抗占主導，因此電流超前電壓 (φ < 0)。 免費的瀏覽器物理虛擬實驗室，提供即時 SI 測量與分步引導教學。
失諧阻抗
共振以下，電容性電流超前電壓 (φ < 0)。
此預設在共振以下驅動：電容性電抗占主導，因此電流超前電壓 (φ < 0)。
- 阻抗 Z > R 非共振
- 相位 φ ≠ 0
調查簡介
在打開實驗室之前先規劃好問題
這份簡報反映預先渲染的頁面：探究問題、互相競爭的預測、變數角色、支配定律、設定，以及分析和延伸提示都會以此順序保持可見。
駕駛問題
此 RLC 電路由 off-resonance 驅動（以其諧振頻率的一半），因此其電流滯後或超前驅動電壓一個固定的相位角。瞬時電流是否仍以與驅動器相同的頻率正弦振盪？
預測權重
- 否 — 電流的振盪頻率與驅動器的振盪頻率不同。
- 是——電流恰好以驅動頻率振盪，只是相對電壓存在相位偏移。
- 在穩定狀態下電流根本不是正弦曲線。
可變角色
您設定的內容：
- 時間t (s)
您測量的內容：
- 瞬時電流i(t) (A)
調查如何進行
- 開啟 rlc-off-resonance 預設並按下 Reset。 R = 20 Ω，L = 1 H，C = 0.01 F，驅動 ω = 5 rad/s（諧振 ω₀ = 10 rad/s 的一半），V₀ = 10 V。
- 啟用瞬時電流讀數。
- 讀取每個列出時間的瞬時電流。
可列印的工作表要求學生完成什麼
- 首先用X = ωL − 1/(ωC)，並使用R = 20 Ω、L = 1 H、C = 0.01 F、ω = 5 rad/s，計算Z = √(R² + X²)與φ = atan2(X, R)（得出Z = 25 Ω，φ ≈ −0.64 rad）。接著使用V₀ = 10 V計算i(t) = (V₀/Z)sin(ωt − φ)。將結果與表格比較。
- 這裡的相位角為負，意味著在此頻率下（低於共振頻率）電路由電容主導。請解釋負φ意味著電流是超前還是滯後於驅動電壓。
這在實驗室之外的地方表現出來
- 這裡的電流幅度 (V₀/Z = 10/25 = 0.4 A) 小於諧振時的電流幅度 (V₀/R = 10/20 = 0.5 A)。解釋為什麼驅動 RLC 電路 off-resonance 總是會產生比在諧振下驅動它更小的電流幅度。
- 由於偏離共振的頻率會產生較小的電流振幅，RLC電路本質上起到天然頻率濾波器的作用。請解釋為什麼該電路對混雜在其共振頻率中的極高頻或極低頻訊號反應微弱。
- 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
- 歡迎來到 RLC 失諧
- 選擇 RLC 電路
- 按播放
- 高於或低於諧振頻率
- 打開學習側欄面板
- 完成了！
打開互動式模擬以構建場景，點擊運行，並透過即時測量和引導式教學進行探索。