Електромагнетизъм
Плосък кондензатор
Равномерно поле E = V/d между плочите; прочети C = ε₀A/d и съхранената енергия U = ½CV².
Плосък кондензатор — интерактивна симулация Електромагнетизъм. Равномерно поле E = V/d между плочите; прочети C = ε₀A/d и съхранената енергия U = ½CV². Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.
Плосък кондензатор
Равномерно поле E = V/d между плочите; прочети C = ε₀A/d и съхранената енергия U = ½CV².
Успоредни плочи при напрежение V и разделяне d създават почти равномерно поле E = V/d между тях (пренебрегвайки изветрянето по краищата). Електроемността C = ε₀A/d и съхранената енергия U = ½CV² следват от геометрията. Натисни Пусни, за да гледаш индикаторите на заряда на плочите да пулсират; прочети C и U в панела Свойства.
- E = V/d
- C = ε₀A/d
Резюме на изследването
Планирай въпроса, преди да отвориш лабораторията
Краткото описание повтаря пререндерираната страница: водещият въпрос, съперничещите предсказвания, ролите на променливите, управляващите закони, постановката, анализът и разширяващите подсказки остават видими и в този ред.
Водещ въпрос
Плосък кондензатор има фиксирана геометрия (площ и междина). Ако увеличиш напрежението върху него, съхранената енергия расте в права пропорция или по-бързо?
Предсказвания за преценка
- Съхранената енергия расте по-бързо от напрежението — зависи от напрежението на квадрат.
- Съхранената енергия е право пропорционална на напрежението.
- Съхранената енергия не зависи от напрежението.
Роли на променливите
Какво задаваш ти:
- Напрежение V (V)
Какво измерваш:
- Електроемност C (pF)
- Съхранен заряд Q (nC)
- Съхранена енергия U (nJ)
Как протича изследването
- Отвори настройката успоредни плочи и натисни Нулирай. Площ на плочите = 0.05 m², разделяне = 2 mm.
- Включи показанията за заряд и съхранена енергия.
- Задай напрежението на плочите за всеки опит и запиши съхранения заряд и енергия.
Управляващо уравнение
Плоска електроемност — C = ε₀A/d
Две успоредни проводими плочи, разделени от междина, съхраняват заряд пропорционално на площта си и обратно на разделянето: C = ε₀A/d. Съхранената енергия е U = ½CV² = ½QV.
Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист
- За един опит изчисли C = ε₀A/d с A = 0.05 m², d = 0.002 m (същото във всеки опит), после Q = CV и U = ½CV². Сравни и трите с таблицата.
- Обясни, с U = ½CV², защо удвояването на напрежението четвертва съхранената енергия, вместо да я удвоява — макар съхраненият заряд само да се удвоява.
Къде това се появява извън лабораторията
- Електроемността C = ε₀A/d зависи само от геометрията на плочите, не от приложеното напрежение. Обясни защо физически по-голям кондензатор (по-голямо A или по-малко d) може да съхрани повече заряд при същото напрежение.
- Медицински дефибрилатор зарежда кондензатор до високо напрежение, после го разрежда през пациента за част от секундата. С U = ½CV² обясни защо лекарите ползват високо напрежение, а не висока електроемност, за да доставят нужната енергия бързо.
- AP Physics 2 — Unit 10: Electric Force, Field, and Potential
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 10: Conductors and Capacitors
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 9: Electric Potential
- IB Physics — D.2 Electric and magnetic fields
- General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
- NGSS High School Physics — Energy in particle motion and fields
- Добре дошъл при успоредните плочи
- Избери кондензатора
- Натисни Пусни
- Равномерно поле между плочи
- Отвори панела Свойства
- Справи се!
Отвори интерактивната симулация, за да изградиш сцената, натисни Пусни и разгледай с живи измервания и насочено упътване.
Отвори интерактивната лаборатория →