Prąd przemienny
Prąd przemienny to darmowa interaktywna symulacja ze StudyFi Lab. Działa bezpośrednio w przeglądarce, bez rejestracji i bez instalacji.
Sinusoida, wartość skuteczna, obwody RLC i transformator
Eksperymenty
Napięcie sinusoidalne
Napięcie przemienne zmienia się według u(t) = U_max·sin(ωt + φ), gdzie ω = 2πf. To rzut pionowy wskazu o długości U_max, który obraca się z prędkością kątową ω; jeden pełny obrót trwa okres T = 1/f. Wartość skuteczna U_sk = U_max/√2 nagrzewa opornik tak samo jak napięcie stałe o tej samej wartości — 230 V w gniazdku to wartość skuteczna, a szczyt wynosi około 325 V.
Spróbuj: Wybierz ustawienie Europa i porównaj U_max z U_sk, a potem przełącz na USA i zobacz, jak skraca się okres.
R, L i C w obwodzie prądu przemiennego
W oporniku prąd jest w fazie z napięciem. W cewce prąd opóźnia się względem napięcia o 90°, a jej reaktancja X_L = 2πfL rośnie z częstotliwością. W kondensatorze prąd wyprzedza napięcie o 90°, a jego reaktancja X_C = 1/(2πfC) maleje z częstotliwością. Amplituda prądu wynosi I = U/X.
Spróbuj: Wybierz kondensator i zwiększaj częstotliwość: X_C maleje, więc prąd rośnie. Potem spróbuj tego samego z cewką.
Rezonans w szeregowym obwodzie RLC
W szeregowym obwodzie RLC reaktancje się odejmują: impedancja wynosi Z = √(R² + (X_L − X_C)²), a napięcie wyprzedza prąd o φ = atan((X_L − X_C)/R). Przy częstotliwości rezonansowej f₀ = 1/(2π√(LC)) zachodzi X_L = X_C, więc Z = R, φ = 0, a prąd jest największy. Powyżej f₀ obwód ma charakter indukcyjny (φ > 0), poniżej — pojemnościowy (φ < 0).
Spróbuj: Ustaw f na f₀ — napięcia na L i C się znoszą, a każde z nich może być większe od napięcia źródła. Potem zwiększ R i zobacz, jak szczyt krzywej rezonansowej obniża się i poszerza.
Transformator
Prąd przemienny w uzwojeniu pierwotnym wytwarza w żelaznym rdzeniu zmienny strumień magnetyczny, który indukuje napięcie w uzwojeniu wtórnym. Napięcia są w stosunku liczby zwojów: U₂ = U₁·N₂/N₁. Idealny transformator nie traci energii, więc U₁·I₁ = U₂·I₂ — gdy napięcie rośnie, prąd maleje w tym samym stosunku.
Spróbuj: Ustaw N₂ dziesięć razy większe od N₁ — napięcie wzrośnie dziesięciokrotnie, ale prąd w uzwojeniu pierwotnym będzie dziesięć razy większy niż we wtórnym. Dlatego energię przesyła się pod wysokim napięciem.
Najczęstsze pytania
Czym jest Prąd przemienny?
Prąd przemienny to darmowa interaktywna symulacja ze StudyFi Lab. Działa bezpośrednio w przeglądarce, bez rejestracji i bez instalacji. Sinusoida, wartość skuteczna, obwody RLC i transformator
Czy aplikacja Prąd przemienny jest darmowa?
Tak. Aplikacja Prąd przemienny jest całkowicie darmowa. Działa w przeglądarce na komputerze, tablecie i telefonie, a konto nie jest potrzebne.
Co mogę odkryć w aplikacji Prąd przemienny?
Napięcie sinusoidalne, R, L i C w obwodzie prądu przemiennego, Rezonans w szeregowym obwodzie RLC, Transformator.
Co pokazuje eksperyment „Napięcie sinusoidalne”?
Napięcie przemienne zmienia się według u(t) = U_max·sin(ωt + φ), gdzie ω = 2πf. To rzut pionowy wskazu o długości U_max, który obraca się z prędkością kątową ω; jeden pełny obrót trwa okres T = 1/f. Wartość skuteczna U_sk = U_max/√2 nagrzewa opornik tak samo jak napięcie stałe o tej samej wartości — 230 V w gniazdku to wartość skuteczna, a szczyt wynosi około 325 V.
Co pokazuje eksperyment „R, L i C w obwodzie prądu przemiennego”?
W oporniku prąd jest w fazie z napięciem. W cewce prąd opóźnia się względem napięcia o 90°, a jej reaktancja X_L = 2πfL rośnie z częstotliwością. W kondensatorze prąd wyprzedza napięcie o 90°, a jego reaktancja X_C = 1/(2πfC) maleje z częstotliwością. Amplituda prądu wynosi I = U/X.
Uczysz się do sprawdzianu?
Wgraj swoje notatki, a StudyFi zrobi z nich fiszki, testy i podcasty.