电路
串联 RLC
R、L、C 串联——电容稳定到电源电压
串联 RLC——交互式电路模拟。R、L、C 串联——电容稳定到电源电压 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。
串联 RLC 暂态
R、L、C 串联产生趋向稳态的阻尼暂态。
能量在电容与电感之间交换，电阻则耗散能量。
- 共振角频率 ω₀ = 1/√(LC)
- 来自 R 的阻尼
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
串联 RLC 电路由电阻器、电感器和电容器组成。电阻器的值决定电路接近其最终状态是否振荡（欠阻尼）或不振荡（过阻尼）。电阻越大，振荡的可能性越大还是越小？
预测权重
- 电阻越大，振荡的可能性就越大。
- 电阻不会影响电路是否振荡，只会影响其稳定的速度。
- 更大的电阻会抑制振荡——更大的电阻意味着每个周期消耗更多的能量，从而抑制任何振铃。
可变角色
您设置的内容：
- 电阻R (Ω)
您测量的内容：
- 谐振频率f₀ (Hz)
- 阻尼比 ζ
调查如何进行
- 打开「RLC 系列：阻尼和谐振（rlc-series）」预设并按重置。 L=1H、C=0.01F固定；电池供电 10 V。
- 启用电容器电压与电感器电流读数。
- 设置每次试验的电阻值并计算阻尼比 ze = R / (2√(L/C))。
控制方程
RLC 谐振频率 — f₀ = 1 / (2π·√(L·C))
串联 RLC 电路的自然振荡频率为 f₀ = 1/(2π√(LC))，完全由电感和电容设置。电阻 R 不会改变该频率——它仅控制任何振荡的阻尼程度。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于一次试验，使用 L = 1 H、C = 0.01 F（每次试验相同，因为它不依赖于 R）计算 f₀ = 1/(2π√(LC))，然后 ze = R/(2√(L/C))。将两者与表进行比较。
- 该电路的默认 R = 20 Ω 恰好给出 ze = 1（临界阻尼） — 按该值上的“播放”，观察电容器电压尽可能快地接近 10 V，而不会出现过冲。解释一下在 R = 10 Ω（z = 0.5，欠阻尼）时您期望看到的情况。
这在实验室之外的地方表现出来
- 临界阻尼系统 (z = 1) 在工程领域备受推崇，例如汽车减震器，因为它们能最快恢复平衡，而不会出现任何超调或弹跳。解释为什么欠阻尼减震器 (z < 1) 会导致乘坐不舒适、有弹性。
- 谐振频率 f₀ = 1/(2π√(LC)) 仅取决于 L 和 C，完全不取决于 R — R 仅控制阻尼。解释为什么 RLC 无线电调谐电路使用 L 和 C（而不是 R）来选择它响应的电台频率。
- 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
- 欢迎来到串联 RLC
- 按播放
- 选择电容
- 观察暂态
- 打开检查器
- 完成了！
打开交互式模拟以构建场景，点击运行，并通过实时测量和引导式教程进行探索。