Üksik laetud kera

1 · Ennusta

Üksik isoleeritud juhtiv kera, laetud mingi pingeni, omab samuti mahtuvust — isegu ilma teise plaadita lähedal. Kui sa tõstad kera pinget, kas väli kohe tema välisküljel tõuseb proportsionaalselt?

• Ei — väli sõltub pingest keerukamal viisil.
• Jah — välisväli on kera pingega otseselt võrdeline.
• Välisväli ei sõltu kera pingest üldse.

2 · Seadista

1. Ava üksiku kera eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Kera raadius on fikseeritud 8 cm.
2. Lülita sisse välisvälja tugevuse näit.
3. Sea iga katse jaoks kera pinge ja kirjuta üles väljatugevus, mõõdetuna kahe kera raadiuse kaugusel tema keskmesse.

3 · Kogu andmeid

Joonista väljatugevus E (y-telg) pinge V (x-telg) suhtes oma kolme katse jaoks. Kas joon on sirge läbi origo?

4 · Analüüsi

1. Arvuta ühes katses C = 4πε₀R, kasutades R = 0.08 m (sama igas katses), seejärel E = V/(2R) välja jaoks raadiusel 2R keskmesse. Võrdle mõlemat tabeliga.
2. Selgita, miks fikseeritud mõõtepunkti (siin 2R keskmesse) korral välisväli skaleerub kera pingega lineaarselt — kuigi punktilaengu väli ise kahaneb kui 1/r².

5 · Laienda

1. Van de Graaffi generaator laeb isoleeritud metallkera väga kõrge pingeni. Tema mahtuvus C = 4πε₀R on laborisuuruses kerale päris väike, ja just seepärast võib juba mõõdukas laenguhulk teda äärmiselt kõrge pingeni viia (V = Q/C).
2. Maa ise käitub ligikaudu nagu isoleeritud laetud kera väikese negatiivse pinnalaenguga. Kasutades C = 4πε₀R koos Maa raadiusega (~6.4×10⁶ m), kas sa ootaksid Maa mahtuvust olevat suurema või väiksema kui selle eksperimendi 8 cm kera?

Selle eksperimendi füüsika

← Tagasi eksperimendi juurde

138 tasuta prinditavat füüsika töölehte