Electromagnetisme
Condensador de plaques paral·leles
Camp uniforme E = V/d entre les plaques; llegeix C = ε₀A/d i l'energia emmagatzemada U = ½CV².
Condensador de plaques paral·leles — simulació interactiva de Electromagnetisme. Camp uniforme E = V/d entre les plaques; llegeix C = ε₀A/d i l'energia emmagatzemada U = ½CV². Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Condensador de plaques paral·leles
Camp uniforme E = V/d entre les plaques; llegeix C = ε₀A/d i l'energia emmagatzemada U = ½CV².
Plaques paral·leles a tensió V i separació d creen un camp gairebé uniforme E = V/d entre elles (efectes de vora ignorats). La capacitat C = ε₀A/d i l'energia emmagatzemada U = ½CV² deriven de la geometria. Prem Reprodueix per veure pulsar els indicadors de càrrega de les plaques; llegeix C i U al panell de Propietats.
- E = V/d
- C = ε₀A/d
Resum de la investigació
Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori
El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.
Pregunta conductora
Un condensador de plaques paral·leles té geometria fixa (àrea i separació). Si incrementes la tensió als seus extrems, l'energia emmagatzemada creix en proporció directa o més de pressa?
Prediccions a valorar
- L'energia emmagatzemada creix més de pressa que la tensió: depèn de la tensió al quadrat.
- L'energia emmagatzemada és directament proporcional a la tensió.
- L'energia emmagatzemada no depèn de la tensió.
Rols de les variables
El que tu defines:
- Tensió V (V)
El que tu mesures:
- Capacitat C (pF)
- Càrrega emmagatzemada Q (nC)
- Energia emmagatzemada U (nJ)
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit «Condensador de plaques paral·leles» i prem Restableix. Àrea de plaques = 0.05 m², separació = 2 mm.
- Activa les lectures de càrrega i energia emmagatzemada.
- Defineix la tensió de les plaques per a cada prova i enregistra la càrrega i l'energia emmagatzemades.
Equació governant
Capacitat de plaques paral·leles — C = ε₀A/d
Dues plaques conductores paral·leles separades per un buit emmagatzemen càrrega en proporció a la seva àrea i inversament a la seva separació: C = ε₀A/d. L'energia emmagatzemada és U = ½CV² = ½QV.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Per a una prova, calcula C = ε₀A/d amb A = 0.05 m², d = 0.002 m (igual a cada prova), i després Q = CV i U = ½CV². Compara totes tres amb la taula.
- Explica, amb U = ½CV², per què doblar la tensió quadruplica l'energia emmagatzemada en lloc de doblar-la — tot i que la càrrega emmagatzemada només es dobla.
On apareix això més enllà del laboratori
- La capacitat C = ε₀A/d depèn només de la geometria de les plaques, no de la tensió que hi apliques. Explica per què un condensador físicament més gran (A més gran o d més petita) pot emmagatzemar més càrrega a la mateixa tensió.
- Un desfibril·lador mèdic carrega un condensador a alta tensió i després el descarrega pel pacient en una fracció de segon. Amb U = ½CV², explica per què els metges fan servir alta tensió en lloc d'alta capacitat per lliurar l'energia necessària de pressa.
- 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
- Benvingut a Plaques paral·leles
- Selecciona el condensador
- Prem Reprodueix
- Camp uniforme entre plaques
- Obre el panell de Propietats
- Ho has aconseguit!
Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.
Obre el laboratori interactiu →
Descarrega el full de treball →