Elektromagnetisme
Parallelpladekondensator
Ensartet felt E = V/d mellem pladerne; aflæs C = ε₀A/d og den lagrede energi U = ½CV².
Parallelpladekondensator — interaktiv Elektromagnetisme-simulation. Ensartet felt E = V/d mellem pladerne; aflæs C = ε₀A/d og den lagrede energi U = ½CV². Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.
Parallelpladekondensator
Ensartet felt E = V/d mellem pladerne; aflæs C = ε₀A/d og lagret energi U = ½CV².
Parallelplader med spænding V og afstand d skaber et næsten ensartet felt E = V/d mellem sig (kantfelt ignoreres ved randene). Kapacitansen C = ε₀A/d og den lagrede energi U = ½CV² følger af geometrien. Tryk på Afspil for at se pladeladningsindikatorerne pulsere; aflæs C og U i egenskabspanelet.
- E = V/d
- C = ε₀A/d
Undersøgelsesoplæg
Planlæg spørgsmålet, før du åbner laboratoriet
Resuméet spejler den forhåndsrenderede side: drivende spørgsmål, konkurrerende forudsigelser, variablernes roller, styrende love, opsætning, analyse- og udvidelsesspørgsmål forbliver synlige og i denne rækkefølge.
Drivende spørgsmål
En pladekondensator har fast geometri (areal og afstand). Hvis du øger spændingen over den, vokser den lagrede energi så direkte proportionalt, eller hurtigere?
Forudsigelser at afveje
- Den lagrede energi vokser hurtigere end spændingen — den afhænger af spændingen i anden potens.
- Den lagrede energi er direkte proportional med spændingen.
- Den lagrede energi afhænger ikke af spændingen.
Variablers roller
Det, du indstiller:
- Spænding V (V)
Det, du måler:
- Kapacitans C (pF)
- Lagret ladning Q (nC)
- Lagret energi U (nJ)
Sådan forløber undersøgelsen
- Åbn forudstillingen parallel-plates, og tryk på Nulstil. Pladeareal = 0.05 m², afstand = 2 mm.
- Slå aflæsningerne af ladning og lagret energi til.
- Indstil pladespændingen for hvert forsøg, og notér den lagrede ladning og energi.
Styrende ligning
Parallelpladekapacitans — C = ε₀A/d
To parallelle ledende plader adskilt af en afstand lagrer ladning proportionalt med deres areal og omvendt med deres afstand: C = ε₀A/d. Den lagrede energi er U = ½CV² = ½QV.
Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud
- Beregn for ét forsøg C = ε₀A/d med A = 0.05 m², d = 0.002 m (samme i hvert forsøg), og derefter Q = CV og U = ½CV². Sammenlign alle tre med tabellen.
- Forklar ud fra U = ½CV², hvorfor en fordobling af spændingen firdobler den lagrede energi frem for at fordoble den — selvom den lagrede ladning blot fordobles.
Hvor det viser sig uden for laboratoriet
- Kapacitansen C = ε₀A/d afhænger kun af pladernes geometri, ikke af den spænding, du påfører. Forklar, hvorfor en fysisk større kondensator (større A eller mindre d) kan lagre mere ladning ved samme spænding.
- En medicinsk defibrillator oplader en kondensator til høj spænding og aflader den derefter gennem patienten på en brøkdel af et sekund. Brug U = ½CV² til at forklare, hvorfor læger bruger høj spænding frem for stor kapacitans for at levere den nødvendige energi hurtigt.
- 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
- Velkommen til Parallelplader
- Vælg kondensatoren
- Tryk på Afspil
- Ensartet felt mellem plader
- Åbn egenskabspanelet
- Du klarede det!
Åbn den interaktive simulation for at bygge scenen, tryk på Afspil og udforsk med live-målinger og en guidet gennemgang.
Åbn interaktivt laboratorium →