Wissenschaftslabor: RLC, FFT, Chemie & Psychrometrie

Das Wissenschaftslabor bündelt zehn Panels unter einer Tab-Leiste: RLC-Impedanz, ein Smith-Diagramm, Signal-FFT, Fehlerfortpflanzung, Gleichungen ausgleichen, Molmasse, ein Ingenieurhandbuch, Psychrometrie, Lösungschemie und Dimensionsanalyse. Jedes Panel hat eine eigene URL (/science/scilab/rlc, /science/scilab/fft, /science/scilab/psychro), sodass eine Werkbank verlinkt oder als Lesezeichen gespeichert werden kann; alles rechnet im Browser.

更新 2026-10-015 个来源约 5 分钟读完

So arbeiten Sie mit einem Panel

Panel auswählenin der Tab-Leiste oder die URL direkt öffnen. Elektronik, Chemie und Thermodynamik stehen nebeneinander; lesen Sie daher den Panel-Namen, bevor Sie einer Zahl vertrauen.
Werte in der neben jedem Feld angegebenen Einheit eingeben.RLC erwartet R in Ω, L in mH, C in µF und f in Hz; die Psychrometrie erwartet kPa und °C; der Gasgesetz-Tab erwartet L. Eine Komponente mit Wert 0 wird aus dem Netzwerk entfernt und nicht als Bauteil mit Nullwert behandelt.
Karten lesen und das Ergebnis weiterverwenden.Resonanzkarten (f₀, Q, Bandbreite) erscheinen nur, wenn L und C positiv sind; die FFT druckt Δf und ihre Länge über dem Diagramm aus, dann bis zu sechs Peaks. Panels können Werte weitergeben — die FFT bietet das Signal, das Spektrum oder die Peak-Tabelle an, und die Molmasse exportiert CSV oder Markdown.

Rechenbeispiele

Jede Anzeige unten stammt aus den live laufenden Panels; dieselben Eingaben erzeugen sie erneut.

Panel · Eingabe	Anzeige
RLC-Impedanz · Reihenschaltung: R 10 Ω, L 1 mH, C 1 µF, f 5033 Hz	Z 10 + j0.000990091 Ω; f₀ 5.0329 kHz; Q 3.1623; Bandbreite 1.5915 kHz
RLC-Impedanz · Parallelschaltung: dieselben Komponenten	Q 0.31623; Bandbreite 15.915 kHz; ∠Z -0.00056728°
Smith-Diagramm: Last 100 + j50 Ω, Z₀ 50 Ω	Γ 0.44721 ∠ 26.565°; VSWR 2.618; Rückflussdämpfung 6.9897 dB; Fehlanpassungsverlust 0.9691 dB
Signal-FFT: Töne `50:1, 300:0.5`, N 1024, fs 2048 Hz	Δf 2 Hz; Peaks 50 Hz · 1 und 300 Hz · 0.5
Fehlerfortpflanzung: f = 4π²L/T², L 1.000 ± 0.001, T 2.006 ± 0.002	9.81065 ± 0.0219; relativ 0.2231%; T trägt 79.9% bei, L 20.1%
Gleichungen ausgleichen: `KMnO4 + HCl -> KCl + MnCl2 + H2O + Cl2`	2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2
Molmasse: CuSO4·5H2O	249.677 g/mol (O 57.67%, Cu 25.45%, S 12.84%, H 4.037%)
Psychrometrie: 30 °C, 50% RH, 101.325 kPa	Taupunkt 18.45 °C; Feuchtkugel 22.01 °C; w 13.28 g/kg; h 64.135 kJ/kg; Siedepunkt 99.841 °C

Eine Konvention ist zu beachten: Die RLC-Zeilen teilen f₀, aber nicht Q — Reihen-Q ist Z₀/R (3.1623) gegenüber Parallel-Q = R/Z₀ (0.31623); die Fehlerzeile ist ein Pendelversuch (g = 4π²L/T²), bei dem die Zeitmessung 79.9% der Varianz ausmacht und das Lineal 20.1%.

Annahmen und Grenzen

Einheiten bleiben pro Feld.: L wird in mH und C in µF eingegeben, f₀ und Bandbreite werden in kHz angezeigt, Drücke in kPa und Gasvolumina in L — 22.414 L/mol bei 0 °C und 101.325 kPa. Die Panels rechnen Einheiten nie für Sie um.
Psychrometrische Eigenschaften ändern sich mit dem Druck.: Der Standardzustand 30 °C/50% hat w 13.28 g/kg und h 64.135 kJ/kg auf Meereshöhe; stellen Sie die Druckquelle auf Höhe um, geben Sie 2000 m ein, und dieselbe Luft zeigt w 17.03 g/kg, h 73.714 kJ/kg und einen Siedepunkt von 93.362 °C. Die Komfortkarte ist eine vereinfachte ASHRAE-55-Prüfung (ohne Luftgeschwindigkeit, Strahlungstemperatur, Kleidung oder Stoffwechselrate).
Was es nicht tut.: Es ist kein Schaltkreissimulator, kein Datenerfassungs-Frontend und kein allgemeines CAS: transiente und AC-Schaltungsarbeit gehört zum Engineering Lab, Flugbahnen und Orbits zur Physics Sim und getippte Ausdrücke mit Rangfolge und Winkelmodi zum wissenschaftlichen Rechner.

Das Fenster entscheidet, was ein Peak bedeutet

Ein Ton von 50.5 Hz (fs 2048 Hz, N 1024, Δf = 2 Hz) legt die schärfste Falle der Seite offen. Die Peak-Karte zeigt 50 Hz · 0.9603 mit dem Standard-Hann-Fenster, 50 Hz · 0.8996 unter Rect und 50 Hz · 1 unter Flat-top — die gemeldete Frequenz ist die Bin-Mitte, nicht der Ton, und die Höhe hängt vom Fenster ab. Hann unterdrückt Leakage, Flat-top ist amplitudengenau auf und außerhalb des Rasters, und Rect ist nur für Signale exakt, die sich über das abgetastete Fenster wiederholen. Zitieren Sie das Fenster zusammen mit der Zahl.

Wofür es passt

Elektronik-Werkbank

Prüfen Sie Reihen- und Parallelresonanz, lesen Sie VSWR und Rückflussdämpfung aus dem Smith-Diagramm und entschlüsseln Sie einen 1 kΩ ±5%-Widerstand als braun · schwarz · rot · gold. Das Handbuch kodiert ein Ziel von 4.7 kΩ als gelb · violett · rot · gold und findet exakte Paare wie 1.1 kΩ + 3.6 kΩ = 4.7 kΩ.

Chemie und Laborvorbereitung

Gleichen Sie eine Gleichung mit Ladung aus, einschließlich ionischer Spezies; erhalten Sie Molmasse und Massenanteile für eine Formel wie CuSO4·5H2O; verdünnen Sie 2 M Stammlösung auf 0.5 M in 200 mL durch Zugabe von 150 mL; erstellen Sie eine 1:10-Verdünnungsreihe; lesen Sie pH 2.8753 für 0.1 M Essigsäure und eine schwache Säure-Base-Titration mit Äquivalenzpunkt bei 50 mL und pH 8.722.

Messung und Daten

Analysieren Sie ein abgetastetes Signal spektral, pflanzen Sie Unsicherheiten fort und sehen Sie, welche Eingabe die Varianz dominiert; prüfen Sie die Arbeit dann mit Dimensionsanalyse: F = m·a ist konsistent (M·L·T⁻² = kg·m/s²), 5 m/s * 3 s ergibt 15 m, und Rohrströmungs-Variablen reduzieren sich auf die Gruppe Π₁ = ρ·v·D/μ.

Quellen

JCGM, JCGM 100:2008 — Evaluation of measurement data: Guide to the expression of uncertainty in measurement, bipm.org （访问日期：2026-10-01）— Varianzkomposition erster Ordnung für das Fehlerfortpflanzungs-Panel.
F. J. Harris, On the use of windows for harmonic analysis with the discrete Fourier transform, Proceedings of the IEEE 66(1), 1978, doi.org （访问日期：2026-10-01）— Leakage- und Fenster-Amplituden-Kompromisse hinter dem FFT-Panel.
ASHRAE, Handbook — Fundamentals, Psychrometrics, ashrae.org （访问日期：2026-10-01）— Feuchtegrad, Enthalpie und Feuchtkugel-Beziehungen.
O. A. Alduchov und R. E. Eskridge, Improved Magnus form approximation of saturation vapor pressure, Journal of Applied Meteorology 35(4), 1996, journals.ametsoc.org （访问日期：2026-10-01）— Sättigungsdampfdruck und Taupunkt.
NIST, CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants, physics.nist.gov （访问日期：2026-10-01）— Gaskonstante und Faraday-Konstante, die von den Lösungs-Panels verwendet werden.