电磁学
关联稳态 RLC
这个稳态解析台展示相同 R、L、C 的相量 Z、I 和相位;独立的 Circuits 预设模拟其开关瞬态。
关联稳态 RLC——交互式电磁学模拟。这个稳态解析台展示相同 R、L、C 的相量 Z、I 和相位;独立的 Circuits 预设模拟其开关瞬态。 免费的基于浏览器的虚拟物理实验室,提供实时 SI 测量和分步引导教程。
RLC 暂态
稳态相量 RLC;Circuits 显示开关瞬态。
这个稳态解析台展示相同 R、L、C 的相量 Z、I 和相位;独立的 Circuits 预设模拟其开关瞬态。
- 共振角频率 ω₀ = 1/√(LC)
- 电路实验室链接
调查简介
在打开实验室之前计划好问题
这份简介反映预渲染页面:探究问题、相互竞争的预测、变量角色、支配定律、设置以及分析和拓展提示都会按此顺序保持可见。
驾驶问题
本实验使用了与rlc-series电路实验完全相同的R、L、C值,但这里将其视为相量/交流问题,而非开关闭合暂态问题。当你把驱动频率朝任一方向偏离共振时,电流振幅是否总是减小?
预测权重
- 是的——在任一方向(更高或更低 ω)远离谐振都会降低电流幅度,因为两侧的阻抗都会增加。
- 仅当频率高于谐振时,电流幅度才会减小。
- 仅当频率低于谐振时,电流幅度才会减小。
可变角色
您设置的内容:
- 驱动频率ω (rad/s)
您测量的内容:
- 峰值电流幅度I_peak (A)
调查如何进行
- 打开「RLC 跨频率电流幅度(与电路相关)(rlc-in-circuits)」预设并按重置。 R = 20 Ω、L = 1 H、C = 0.01 F、V₀ = 10 V — 与 rlc-series 电路实验的组件相同。
- 启用电流振幅读数。
- 设置每次试验的驱动角频率(作为 ω₀ = 10 rad/s 的倍数)并记录峰值电流幅度。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于一项试验,使用 R = 20 Ω、L = 1 H、C = 0.01 F 计算 Z = √(R² + (ωL − 1/(ωC))²),然后使用 V₀ = 10 V 计算 I_peak = V₀/Z。与表进行比较。
- 确认你的两次非共振试验(分别位于ω₀下方与上方)在与共振点等距时,会给出相同的电流振幅。请解释为什么电流振幅恰好在ω₀处达到峰值,并在对数频率坐标上对称地衰减。
这在实验室之外的地方表现出来
- rlc-series电路实验展示的是这同一套硬件对恒定10 V电池的阶跃响应(开关闭合暂态),而非正弦驱动。请解释为什么「阻抗」与「共振」是交流稳态概念,并不能直接套用到那个直流开关闭合场景。
- 电流幅度远离谐振的急剧下降程度由电路的“品质因数”Q = ω₀L/R 来描述。使用该电路的 R = 20 Ω、L = 1 H、ω₀ = 10 rad/s,计算 Q 并解释该电路是否具有尖锐或宽的谐振峰值。
- 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
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- 打开检查器
- 完成了!
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