RC ve RL devresi simülatörü
Bu benzetimdeki denklemler
| R | Direnç R (ohm, 10’un kuvveti olarak) | akımı sınırlar | |
|---|---|---|---|
| C | Kapasitans C (µF) | kondansatörün volt başına ne kadar yük tuttuğu | |
| L | İndüktans L (mH) | bobinin akımdaki değişime ne kadar güçlü karşı koyduğu | |
| τ | zaman sabiti | bir τ sonra değişimin %63’ü, beş τ sonra %99’dan fazlası tamamlanır |
Mevcut değerlerle:
| V | Pil gerilimi V (volt) | ||
|---|---|---|---|
| V_C | kondansatör üzerindeki gerilim | V’ye doğru yükselir; deşarjda V₀ e^(−t/τ) olarak düşer | |
| I | teldeki akım | anahtar kapandığı an en büyüktür, sonra söner | |
| t | anahtar çevrildiğinden beri geçen süre |
Mevcut değerlerle:
| V_L | bobin üzerindeki gerilim | bobin değişime direnir: başta V’nin tamamı, akım oturunca hiç |
|---|
Mevcut değerlerle:
| E | depolanan enerji | plakalar arasındaki elektrik alanında ya da bobinin manyetik alanında |
|---|
Mevcut değerlerle:
RC ve RL devresi simülatörü nasıl kullanılır
- Kondansatörlü ya da bobinli bir direnç seç ve pil gerilimini, R, C ve L’yi ayarla. Anahtar hemen kapanır: mavi noktalar tel boyunca sürüklenen elektronlardır, daha çok akım geçtiğinde daha hızlıdırlar; kondansatörde yükler levhalarda birikir ve aralarındaki alan büyür, bobinde manyetik alan çizgileri parlaklaşır. Nokta ne kadar büyükse telin o noktasındaki gerilim o kadar yüksektir.
- Anahtarı pili devreden çıkaran baypas teline çevirmek için «Anahtarı çevir»e bas: kondansatör direnç üzerinden boşalır ya da bobin, alanı sönerken akımı bir süre akıtmaya devam eder. Her çevirme, devrenin içinde bulunduğu durumdan yeni bir üstel eğri başlatır.
- Zaman sabitini, akımı ve gerilimleri oku ve eğrileri aşağıda çözülen formüllerle karşılaştır. Gerçek zaman sabitleri mikrosaniyelerden dakikalara uzanır; bu yüzden saat her 10 saniyede belirli sayıda τ’ya ölçeklenir. RC zaman sabiti hesaplayıcı τ’yu ve herhangi bir andaki gerilimi hesaplar, Ohm yasası hesaplayıcı da V, I ve R’yi ilişkilendirir.
Sık sorulan sorular
Bir RC devresinin zaman sabiti nedir?
τ = R × C; R ohm, C farad cinsindeyken saniye olarak. Dolan bir kondansatörün pil geriliminin %63’üne ulaşması ya da boşalan bir kondansatörün %37’ye düşmesi için geçen süredir. 5τ’dan sonra yolun %99’undan fazlası tamamlanmıştır; bu genellikle tam dolu sayılır. 1 kΩ ile 470 µF, 0,47 s verir.
Kondansatör neden üstel olarak doluyor?
Onu dolduran akım, pil gerilimi ile kondansatörün kendi gerilimi arasındaki farkla sürülür. Kondansatör doldukça bu fark küçülür; bu yüzden akım, yapılacak işin kalanıyla orantılı olarak düşer. Kalan miktarla orantılı bir hız tam olarak üstel bir eğri verir: V_C = V (1 − e^(−t/τ)).
Bobin devrede ne yapar?
Üzerinde V_L = L dI/dt gerilimi oluşturarak akımdaki her değişime karşı koyar. Anahtar kapanınca önce pil geriliminin tamamını üstlenir ve akımın yalnızca yavaş yavaş, τ = L ÷ R ile yükselmesine izin verir; besleme kesilince akımı bir süre akıtmaya devam eder. Bir röle bobinini kapatmanın kıvılcım çıkarabilmesinin ve bu tür bobinlere paralel diyot bağlanmasının nedeni budur.
Elektronlar gerçekten bu kadar hızlı mı hareket ediyor?
Hayır, noktalar gerçek elektronlardan çok daha hızlı çizilir. Birkaç miliamper taşıyan bir bakır telde elektronlar saniyede milimetrenin bir kesri kadar sürüklenir. Akım devrenin her yerinde neredeyse aynı anda başlar, çünkü elektrik alanı ışık hızına yakın bir hızla yayılır ve tüm elektronları birlikte iter; dolu bir borudaki su gibi.
WebGL’nin kapalı olduğunu söylüyor.
3B görünüm, güncel her tarayıcıda bulunan WebGL’ye ihtiyaç duyar. Tarayıcı ayarlarında donanım hızlandırma kapatılmışsa ya da grafik sürücüsü çok eskiyse kapalı olabilir. Donanım hızlandırmayı aç ya da başka bir tarayıcı dene.
Bir şey yükleniyor mu?
Hayır. Simülasyonu WebGL ile kendi tarayıcın çizer; hiçbir yere hiçbir şey gönderilmez ve sayfa yüklendikten sonra çevrimdışı da çalışmaya devam eder.