Elektromagnetism
Plaatkondensaator
Ühtlane väli E = V/d plaatide vahel; loe C = ε₀A/d ja salvestatud energiat U = ½CV².
Plaatkondensaator — interaktiivne Elektromagnetism simulatsioon. Ühtlane väli E = V/d plaatide vahel; loe C = ε₀A/d ja salvestatud energiat U = ½CV². Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.
Plaatkondensaator
Ühtlane väli E = V/d plaatide vahel; loe C = ε₀A/d ja salvestatud energiat U = ½CV².
Paralleelsed plaadid pingega V ja vahega d loovad nende vahel peaaegu ühtlase välja E = V/d (servade äärealanet eiratakse). Mahtuvus C = ε₀A/d ja salvestatud energia U = ½CV² tulenevad geomeetriast. Vajuta Esita, et näha plaatide laengunäidikuid pulseerumas; loe C ja U Omaduste paneelilt.
- E = V/d
- C = ε₀A/d
Uurimise kokkuvõte
Planeeri küsimus enne labori avamist
Kokkuvõte peegeldab eelrenderdatud lehte: juhtküsimus, konkureerivad ennustused, muutujate rollid, juhtivad seadused, seadistus, analüüs ja laiendusärgitused jäävad nähtavale ja selles järjekorras.
Juhtküsimus
Plaatkondensaatoril on fikseeritud geomeetria (pindala ja vahe). Kui sa suurendad tema peal olevat pinget, kas salvestatud energia kasvab otsesetes proportsioonis või kiiremini?
Kaalutavad ennustused
- Salvestatud energia kasvab kiiremini kui pinge — ta sõltub pinge ruudust.
- Salvestatud energia on pingega otseselt võrdeline.
- Salvestatud energia ei sõltu pingest.
Muutujate rollid
Mida sina sead:
- Pinge V (V)
Mida sa mõõdad:
- Mahtuvus C (pF)
- Salvestatud laeng Q (nC)
- Salvestatud energia U (nJ)
Kuidas uurimustöö käib
- Ava plaatkondensaatori eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Plaatide pindala = 0,05 m², vahe = 2 mm.
- Lülita sisse laengu ja salvestatud energia näidud.
- Sea iga katse jaoks plaatide pinge ja kirjuta üles salvestatud laeng ja energia.
Juhtiv võrrand
Plaatkondensaatori mahtuvus — C = ε₀A/d
Kaks paralleelset juhtivat plaat vahega salvestavad laengut proportsionaalselt oma pindalaga ja pöördvõrdeliselt vahega: C = ε₀A/d. Salvestatud energia on U = ½CV² = ½QV.
Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib
- Arvuta ühes katses C = ε₀A/d, kasutades A = 0.05 m², d = 0.002 m (sama igas katses), seejärel Q = CV ja U = ½CV². Võrdle kõiki kolme tabeliga.
- Selgita U = ½CV² abil, miks pinge kahekordistamine neljandikustab salvestatud energia pigem kui kahekordistab — kuigi salvestatud laeng ainult kahekordistub.
Kus see laborist kaugemale ilmneb
- Mahtuvus C = ε₀A/d sõltub ainult plaatide geomeetriast, mitte pingest, mida sa rakendad. Selgita, miks füüsiliselt suurem kondensaator (suurem A või väiksem d) saab sama pinge juures rohkem laengut salvestada.
- Meditsiiniline defibrillaator laeb kondensaatori kõrge pingeni ja tühjendab selle läbi patsiendi murdosa sekundist. Kasutades U = ½CV², selgita, miks arstid kasutavad kõrget pinget pigem kui suurt mahtuvust, et vajalik energia kiiresti anda.
- 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
- Tere tulemast paralleelplaatide juurde
- Vali kondensaator
- Vajuta Esita
- Ühtlane väli plaatide vahel
- Ava Omaduste paneel
- Said hakkama!
Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida elavate mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.