高中定量 · 初中直观拓展 · 电磁学 · 交流谐振

哪种频率能最容易通过电路?

串联RLC正弦稳态,电压为有效值;不模拟接通瞬态。扫过160 Hz附近,寻找电流峰。

问题的来处19世纪末 · 无线电的调谐回路

RLC选频台:问题从哪里来?

无线电接收机怎样从许多电台中选出一个?电感、电容的储能交换形成谐振,电阻决定响应峰的宽窄,调谐电路把“选频”变成可设计的工程。

读一段背景,带着问题动手

无线电接收机怎样从许多电台中选出一个?电感、电容的储能交换形成谐振,电阻决定响应峰的宽窄,调谐电路把“选频”变成可设计的工程。

扫过驱动频率并观察电流峰。电容与电感的响应相反,谐振并不意味着电阻消失或能量不再耗散。

现在,换你来试扫过160 Hz附近,寻找电流峰。 固定其他条件,亲手将驱动频率分别设为50和160Hz,各核验一次;电阻增大,峰值和峰宽怎样变化?

RLC选频台

P25 / 电磁学
今天的问题

电阻增大,峰值和峰宽怎样变化?

独立探索要做什么?

扫过160 Hz附近,寻找电流峰。 固定其他条件,亲手将驱动频率分别设为50和160Hz,各核验一次;电阻增大,峰值和峰宽怎样变化?

装置 · 尺寸示意,量值见读数看证据图 ↓
先看一次,再亲手试

从500到20 Hz逐步改变驱动频率;这是条件比较,不是物理时间。暂停后可亲手调整。

尚未开始;也可直接使用装置旁的参数控件。
串联交流 · 12 V有效值
青色:电阻金色:电感蓝色双板:电容
看这里 · 电流有效值0.122 A

电流0.1220 A;储能元件无平均耗散,电阻耗散0.298 W。

三维保留同一场、波或观测证据的空间示意;图线不是额外测得的实体轨迹,数值见同步读数。

电流有效值
0.122 A
谐振频率
159.1549 Hz
电阻耗散功率
0.2976 W

电流0.1220 A;储能元件无平均耗散,电阻耗散0.298 W。

证据图 参考解随题设重算 · 不计个人完成

启用交互后显示带单位曲线。

换个条件,再想一步

保持频率,增加电阻会把电流峰抬高吗?

先预测,再观察。反例不会替你完成独立任务。

留下两组证据

仅当前页保留最近两组,刷新清除;第三组替换最早一组。保存模型条件与单位;恢复后重算,不恢复任务完成资格。

先留一组,再改变一个条件。

从观察到解释

把证据带回纸上

展开关系与推导

Z=√[R²+(ωL−1/ωC)²],I=U/Z,f₀=1/(2π√LC)。

固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。

先预测,再用证据解释

把这次发现,留给下次的自己

电阻增大,峰值和峰宽怎样变化?

换个条件,再试一次

保持频率,增加电阻会把电流峰抬高吗?

看哪里?

三维保留同一场、波或观测证据的空间示意;图线不是额外测得的实体轨迹,数值见同步读数。

回到装置再试 ↑

仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。

尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。

先修与两种探索深度

先认识电磁学 · 交流谐振涉及的量与单位:驱动频率(Hz)、电阻(Ω)、电感(mH)、电容(μF)。高中定量 · 初中直观拓展为内容层次提示,未核对具体教材。

先看现象:扫过160 Hz附近,寻找电流峰。

再做定量:保持其他条件,比较驱动频率与电流有效值(A),再对照下方关系。

模型、来源与核验边界

Z=√[R²+(ωL−1/ωC)²],I=U/Z,f₀=1/(2π√LC)。

对照核验提示:低频:驱动频率 50 Hz;接近谐振:只改变驱动频率 160 Hz。按这些题设自己操作并比较电流有效值,不把参考情景当个人完成。

适用范围:电流0.1220 A;储能元件无平均耗散,电阻耗散0.298 W。

OpenStax · RLC Series Circuits(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗

本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。