Simulic
Bahasa Indonesia

Kit rangkaian listrik AC – merakit rangkaian RLC

FisikaListrik dan rangkaianUsia 17–18

Memuat…

Bagikan ✨ Sesuaikan dengan AI Laporkan masalah

Rakit rangkaian apa pun dengan seret dan lepas dari sumber AC, baterai, kabel, resistor, bola lampu, sakelar, kapasitor, induktor, dan sekering. Elektron berosilasi bolak-balik mengikuti sumber dan lampu menyala sesuai daya sesaat; voltmeter, amperemeter, serta grafik tegangan–waktu dan arus–waktu menunjukkan beda fase antara u dan i pada kapasitor dan induktor, sedangkan baterai, sakelar, dan stopwatch menunjukkan pengisian kapasitor dengan konstanta waktu τ = RC. Diadaptasi dari simulasi "Circuit Construction Kit: AC" karya PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder (CC BY 4.0); ditulis ulang.

Pelajaran: Rangkaian arus bolak-balik

Yang ditunjukkan

Kit rangkaian listrik virtual untuk topik arus bolak-balik: siswa menyeret komponen dari kotak alat ke papan dan menyambungkan ujung-ujung kabel yang bebas menjadi rangkaian apa pun — seri, paralel, beberapa sumber — alih-alih hanya melihat diagram cetak. Rangkaian diselesaikan secara waktu nyata dengan analisis simpul, sehingga setiap susunan memberikan hasil ukur yang benar.

Cara menggunakan

Layar Pengenalan memiliki sumber AC dengan amplitudo dan frekuensi yang dapat diatur, baterai, resistor, bola lampu, dan sakelar: elektron bergerak bolak-balik mengikuti arah sumber, dan lampu berkedip sesuai daya sesaat. Voltmeter, amperemeter, dan dua grafik terhadap waktu memiliki probe yang dapat diseret ke titik mana pun dalam rangkaian. Layar Laboratorium menambahkan kapasitor, induktor, sekering, hambatan dalam, hambatan kabel, dan stopwatch: pasang kedua grafik pada kapasitor yang sama untuk melihat i mendahului u sebesar 90°, atau pada induktor untuk melihat i tertinggal; gunakan baterai dan sakelar untuk mengukur waktu pengisian kapasitor hingga 63 % (τ = RC). Saat sebuah komponen dipilih, panel hasil ukur menampilkan nilai simulasi di samping solusi fasor: impedansi Z = √(R² + (Z_L − Z_C)²), amplitudo I₀ = U₀/Z, dan beda fase. Sebagai contoh, pada rangkaian contoh seri R–L–C (R = 10 Ω, L = 5 H, C = 0,05 F, U₀ = 10 V), frekuensi resonansinya f₀ = 1/(2π√(LC)) ≈ 0,32 Hz; pada frekuensi itu arus maksimum mencapai 1 A dan sefase dengan tegangan; pada 0,5 Hz amplitudonya turun menjadi sekitar 0,73 A dan i tertinggal sekitar 43°.

Parameter yang dapat diubah

  • Layar Pengenalan, Laboratorium
  • Rangkaian awal (rangkaian dengan kapasitor/induktor membuka layar Laboratorium) Papan kosong, Sumber AC + lampu, Seri R–C (AC), Seri R–L (AC), Seri R–L–C (resonansi), Pengisian: baterai + sakelar + R + C, Induktor: baterai + sakelar + lampu + L
  • Amplitudo tegangan sumber AC U₀ 0–120 V
  • Frekuensi sumber AC 0,1–2 Hz
  • Tegangan baterai 0–120 V
  • Hambatan R 0–120 Ω
  • Kapasitansi C 0,01–0,2 F
  • Induktansi L 0,1–10 H
  • Hambatan jenis kabel (Laboratorium) 0–1 Ω/m
  • Tampilkan arus sebagai Elektron, Arus konvensional
  • Gaya simbol komponen Realistis, Skematik
  • Tampilkan nama komponen
  • Tampilkan nilai komponen
  • Tampilkan voltmeter
  • Tampilkan amperemeter
  • Tampilkan grafik tegangan–waktu
  • Tampilkan grafik arus–waktu
  • Tampilkan stopwatch (Laboratorium)

Pertanyaan untuk dijelajahi

  1. Mengapa lampu yang dihubungkan ke sumber AC berfrekuensi rendah berkedip dua kali dalam setiap periode?
  2. Jika kedua grafik dipasang pada kapasitor yang sama, apakah puncak i muncul sebelum atau sesudah puncak u? Bagaimana dengan induktor?
  3. Dalam rangkaian seri, apakah jumlah amplitudo tegangan pada R, L, dan C sama dengan amplitudo tegangan sumber? Mengapa?

Simulasi terkait