Elektromagnetizam
Kondenzator s paralelnim pločama
Homogeno polje E = V/d između ploča; očitaj C = ε₀A/d i pohranjenu energiju U = ½CV².
Kondenzator s paralelnim pločama — interaktivna simulacija: Elektromagnetizam. Homogeno polje E = V/d između ploča; očitaj C = ε₀A/d i pohranjenu energiju U = ½CV². Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Kondenzator s paralelnim pločama
Homogeno polje E = V/d između ploča; očitaj C = ε₀A/d i pohranjenu energiju U = ½CV².
Paralelne ploče na naponu V i razmaku d stvaraju gotovo homogeno polje E = V/d između sebe (rubovi se zanemaruju). Kapacitet C = ε₀A/d i pohranjena energija U = ½CV² slijede iz geometrije. Pritisni Pokreni da vidiš puls indikatora naboja ploča; očitaj C i U u ploči Svojstva.
- E = V/d
- C = ε₀A/d
Sažetak istraživanja
Isplaniraj pitanje prije nego otvoriš laboratorij
Sažetak odražava unaprijed prikazanu stranicu: središnje pitanje, suprotstavljena predviđanja, uloge varijabli, odgovarajući zakoni, postava, analiza i poticaji za proširenje ostaju vidljivi i u ovom redoslijedu.
Središnje pitanje
Kondenzator s paralelnim pločama ima fiksnu geometriju (površina i razmak). Ako povećaš napon na njemu, raste li pohranjena energija izravno razmjerno ili brže?
Predviđanja za odvagnuti
- Pohranjena energija raste brže od napona — ovisi o kvadratu napona.
- Pohranjena energija izravno je razmjerna naponu.
- Pohranjena energija ne ovisi o naponu.
Uloge varijabli
Što postavljaš:
- Napon V (V)
Što mjeriš:
- Kapacitet C (pF)
- Pohranjeni naboj Q (nC)
- Pohranjena energija U (nJ)
Kako istraživanje teče
- Otvori postav parallel-plates i pritisni Resetiraj. Površina ploča = 0.05 m², razmak = 2 mm.
- Omogući očitanja naboja i pohranjene energije.
- Postavi napon ploča za svaki pokušaj i zabilježi pohranjeni naboj i energiju.
Odgovarajuća jednadžba
Kapacitet paralelnih ploča — C = ε₀A/d
Dvije paralelne vodljive ploče razdvojene razmakom pohranjuju naboj razmjerno svojoj površini i obrnuto razmaku: C = ε₀A/d. Pohranjena energija je U = ½CV² = ½QV.
Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade
- Za jedan pokušaj izračunaj C = ε₀A/d koristeći A = 0.05 m², d = 0.002 m (isto u svakom pokušaju), zatim Q = CV i U = ½CV². Usporedi sva tri s tablicom.
- Objasni, koristeći U = ½CV², zašto udvostručenje napona četverostruči pohranjenu energiju umjesto da je udvostruči — iako se pohranjeni naboj samo udvostruči.
Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija
- Kapacitet C = ε₀A/d ovisi samo o geometriji ploča, ne o naponu koji primjenjuješ. Objasni zašto fizički veći kondenzator (veća A ili manji d) može pohraniti više naboja pri istom naponu.
- Medicinski defibrilator puni kondenzator na visoki napon, zatim ga prazni kroz pacijenta u djeliću sekunde. Koristeći U = ½CV², objasni zašto liječnici koriste visok napon, a ne visok kapacitet, za brzu isporuku potrebne energije.
- 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
- Dobro došli u paralelne ploče
- Odaberi kondenzator
- Pritisni Pokreni
- Homogeno polje između ploča
- Otvori ploču Svojstva
- Uspjelo ti je!
Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Otvori interaktivni laboratorij →