RL zanjir • tokning o‘sishi • o‘zinduksiya EYuK • vaqt doimiysi • magnit energiya • animatsiya • dinamik grafik
Masala sharti
Kuchlanishi U bo‘lgan doimiy tok manbaiga qarshiligi R va induktivligi
L bo‘lgan g‘altak ketma-ket ulangan. Kalit yopilganda tok birdaniga maksimal
qiymatga yetmaydi, balki o‘zinduksiya hodisasi sababli vaqt davomida ortadi.
Zanjirning vaqt doimiysi τ, barqaror tok I∞, t vaqtdagi tok
I(t), tokning o‘zgarish tezligi dI/dt, o‘zinduksiya EYuK
εL(t) va g‘altak magnit maydon energiyasi W(t) ni aniqlang.
Virtual modelda U, R, L va t ni o‘zgartirib tokning o‘sishi va o‘zinduksiya EYuK ning kamayishini kuzating.
1. Berilgan parametrlar
12 V
8 Ω
0.40 H
0.20 s
U, R, L yoki t o‘zgarsa formulalar, animatsiya va I(t), εL(t), W(t) grafiklari avtomatik yangilanadi.
2. Virtual RL zanjiri va animatsiya
manbatokmagnit maydono‘zinduksiya EYuK
3. Formulalar ketma-ketligi
1-qadam. Vaqt doimiysi
τ = L/R = s
Nazariy izoh: τ RL zanjirda tokning qanchalik tez o‘sishini belgilaydi. L katta bo‘lsa tok sekinroq, R katta bo‘lsa tezroq o‘zgaradi.
2-qadam. Barqaror tok
I∞ = U/R = A
Nazariy izoh: uzoq vaqt o‘tgach o‘zinduksiya EYuK deyarli nolga tushadi va tok Om qonuni bo‘yicha U/R qiymatga yaqinlashadi.
3-qadam. Tokning vaqt bo‘yicha o‘sishi
I(t)=I∞(1−e−t/τ) = A
Nazariy izoh: kalit yopilganda tok nol qiymatdan boshlanib eksponensial ravishda barqaror qiymatga yaqinlashadi.
4-qadam. Tokning o‘zgarish tezligi
dI/dt = (I∞/τ)e−t/τ = A/s
Nazariy izoh: tokning o‘zgarish tezligi ulanishning dastlabki paytida eng katta bo‘lib, vaqt o‘tishi bilan kamayadi.
5-qadam. O‘zinduksiya EYuK
εL = −L·dI/dt = V
Nazariy izoh: Lens qonuniga ko‘ra o‘zinduksiya EYuK tokning ortishiga qarshi yo‘naladi. Minus ishora shu fizik mazmunni ko‘rsatadi.
6-qadam. G‘altakdagi kuchlanish
UL = L·dI/dt = V
Nazariy izoh: ulanishning dastlabki paytida deyarli barcha manba kuchlanishi g‘altakka tushadi, keyinchalik UL kamayadi.
7-qadam. Rezistordagi kuchlanish
UR = I(t)R = V
Nazariy izoh: tok oshgani sari rezistordagi kuchlanish ortadi. Har qanday vaqtda U ≈ UR + UL.
8-qadam. Magnit maydon energiyasi
W = LI²/2 = J
Nazariy izoh: tok ortishi bilan g‘altak magnit maydonida energiya to‘planadi va vaqt o‘tishi bilan maksimal qiymatga yaqinlashadi.
9-qadam. Energiya maksimumi
Wmax = LI∞²/2 = J
Nazariy izoh: barqaror rejimda magnit maydonda saqlanadigan energiya maksimal bo‘ladi.
10-qadam. Kuchlanishlar tekshiruvi
UR + UL = V ≈ U
Nazariy izoh: Kirxgofning ikkinchi qonuniga ko‘ra manba kuchlanishi rezistor va g‘altakdagi kuchlanishlar yig‘indisiga teng.
4. Dinamik I(t), εL(t) va W(t) grafiklari
L yoki R o‘zgarsa vaqt masshtabi, U o‘zgarsa tok va energiya amplitudasi, t o‘zgarsa grafikdagi joriy nuqtalar avtomatik siljiydi.
5. Yakuniy natija
Vaqt doimiysi: τ = s
Barqaror tok: I∞ = A
t vaqtdagi tok: I(t) = A
Tokning o‘zgarish tezligi: dI/dt = A/s
O‘zinduksiya EYuK: εL = V
G‘altakdagi kuchlanish: UL = V
Rezistordagi kuchlanish: UR = V
Magnit maydon energiyasi: W = J