Plaatkondensaator: laengu ja energia salvestamine

1 · Ennusta

Plaatkondensaatoril on fikseeritud geomeetria (pindala ja vahe). Kui sa suurendad tema peal olevat pinget, kas salvestatud energia kasvab otsesetes proportsioonis või kiiremini?

• Salvestatud energia kasvab kiiremini kui pinge — ta sõltub pinge ruudust.
• Salvestatud energia on pingega otseselt võrdeline.
• Salvestatud energia ei sõltu pingest.

2 · Seadista

1. Ava plaatkondensaatori eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Plaatide pindala = 0,05 m², vahe = 2 mm.
2. Lülita sisse laengu ja salvestatud energia näidud.
3. Sea iga katse jaoks plaatide pinge ja kirjuta üles salvestatud laeng ja energia.

3 · Kogu andmeid

Joonista salvestatud energia U (y-telg) pinge V (x-telg) suhtes oma kolme katse jaoks. Kas kõver on sirge või paindub ülespoole?

4 · Analüüsi

1. 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.
2. Selgita U = ½CV² abil, miks pinge kahekordistamine neljandikustab salvestatud energia pigem kui kahekordistab — kuigi salvestatud laeng ainult kahekordistub.

5 · Laienda

1. 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.
2. 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.

Selle eksperimendi füüsika

← Tagasi eksperimendi juurde

138 tasuta prinditavat füüsika töölehte