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電磁 標題:振幅、頻率與相位
1:黃福坤 (研究所)張貼:0000-00-00 00:00:00: [回應第篇]
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振幅 = V    頻率 ( f ) = Hz
相位角(φ) = * π (弧度)      

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交流電的電壓(或電流)的特性包括振幅、頻率(週期)與相位。電壓的數學函數為:

V (t) = V0 sin(ωt - φ) = V0 sin(2πf t - φ)

其中 V0 為振幅,f 為頻率(ω = 2πf 為角頻率), φ 為相位角 (電壓的單位是伏特,時間的單位是秒)重新開始

一開始先讓可變電阻的電阻值為零,改變電壓的振幅(介於0到20V)、頻率(介於100到2000Hz)、相位角(介於-2π 到 2π)。

  1. 在圖形中振幅代表哪個部分?

  2. 如果你加大振幅,那會發生什麼事?

  3. 測量圖形中兩個極大值(或極小值)間的時間,這就是週期 (T)。 1/T 會與什麼相等? 
  4. 要改變什麼才能增加兩個極大值間的時間?
  5. 比較 φ = 0 與 φ = 0.5*π兩個圖形。 (你可以在圖形中按滑鼠右鍵複製圖形)
  6. 當 φ = π 時會發生什麼事? 
  7. 改變 φ 的大小,然後測量圖形在斜率為正(向上)的情況下到達 x 軸的時間會有什麼樣的變化。 
  8. 注意當 φ = 0.5*π 時,圖形會變成餘弦函數,為什麼?

接著改變可變電阻的大小,圖中會顯示出 1000 Ω 電阻兩端的電壓 (藍色) 與電源提供的電壓 (紅色)。 AC電路在任何時間還是都會遵守克希荷夫定律。

  1. 使用你在 DC 電路中所學到的方法去計算電路中各個點的電流。
  2. 證明這的電路只是一個電壓分配器 (voltage divider)。 
  3. 當可變電阻為多少時,1000-Ω 電阻電壓的極大值會等於電源電壓的 1/3 ?

 

 

Exploration authored by Anne J. Cox.
Script authored by Wolfgang Christian.

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