Elektromagnetizam
Isti C u strujnom krugu
Ova geometrija ploča daje isti C kao postav RC punjenja u Strujnim krugovima — otvori ga za Q(t).
Isti C u strujnom krugu — interaktivna simulacija: Elektromagnetizam. Ova geometrija ploča daje isti C kao postav RC punjenja u Strujnim krugovima — otvori ga za Q(t). Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Kapacitet u strujnim krugovima
Ova geometrija ploča daje isti C kao postav RC punjenja u Strujnim krugovima — otvori ga za Q(t).
Ova geometrija paralelnih ploča koristi površinu A i razmak d tako da C = ε₀A/d odgovara postavu RC punjenja u Strujnim krugovima. Preklopna shema prikazuje V–R–C u seriji s izračunatom vrijednošću µF. Pritisni Pokreni da vidiš izgradnju polja; otvori povezani postav u Strujnim krugovima za Q(t) = CV(1 − e^(−t/RC)) za isti C.
- C = ε₀A/d
- Q = CV
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
Pokus kruga rc-charging koristi idealizirani kondenzator od 0.01 F. Gradnja stvarnog kondenzatora s paralelnim pločama tolikog kapaciteta zahtijevala bi nemoguće mali razmak za vakuum — osim ako slažeš mnogo tankih slojeva dielektrika. Povećava li ili smanjuje dodavanje više slojeva ukupni kapacitet?
Predviđanja za odvagnuti
- Više slojeva smanjuje kapacitet.
- Više slojeva povećava kapacitet — kao slaganje vrijednosti pohrane naboja više kondenzatora paralelno.
- Broj slojeva ne utječe na kapacitet, samo materijal dielektrika.
Uloge varijabli
Što postavljaš:
- Broj slojeva N
Što mjeriš:
- Kapacitet C (mF)
Kako istraživanje teče
- Otvori postav plate-same-c-in-circuit i pritisni Resetiraj. Ovaj kondenzator koristi dielektrik visokog k (εr = 1000) za fizičku realizaciju istih 0.01 F kao pokus kruga rc-charging.
- Omogući očitanje kapaciteta.
- Za svaki pokušaj koristi dani broj slojeva (površina, razmak i εr fiksni na stvarnim vrijednostima ovog pokusa) za izračun rezultirajućeg kapaciteta.
Odgovarajuća jednadžba
Višeslojni kapacitet — C = ε₀A/d
Preplitanje N slojeva dielektrika između ploča umnožava jednoslojni kapacitet s N: C = ε₀εrAN/d. Tako pravi kondenzatori dosežu velike kapacitete u kompaktnoj veličini.
Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade
- Za jedan pokušaj izračunaj C = ε₀εrAN/d koristeći ε₀ = 8.854×10⁻¹² F/m, εr = 1000, A = 0.01 m², d ≈ 8.854 µm (fiksni razmak ovog pokusa). Usporedi s tablicom. Potvrdi da N = 1000 reproducira točno 0.01 F povezanog kruga.
- Objasni zašto preplitanje više slojeva dielektrika (kao pravi višeslojni keramički kondenzator) umnožava učinkoviti kapacitet, isto kao slaganje kondenzatora paralelno.
Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija
- Pravi kondenzatori od 0.01 F („10 000 µF“) postoje kao kompaktne komponente koje možeš držati u ruci, zahvaljujući točno ovom triku: iznimno tanki, čvrsto smotani ili složeni slojevi visokopermitivnog dielektrika između ogromnih učinkovitih površina ploča. Objasni zašto naivan jednoslojni dizajn s vakuumskim razmakom nikad ne bi to postigao u malom pakiranju.
- Napon ovog kondenzatora postavljen je da točno odgovara EMF baterije pokusa rc-charging. Zašto može biti korisno, pri podučavanju kondenzatora, pokazati isti brojčani kapacitet izgrađen na dva načina — kao idealizirani simbol kruga i kao fizički izvediv višeslojni uređaj?
- AP Physics 2 — Unit 10: Electric Force, Field, and Potential
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 10: Conductors and Capacitors
- 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 isti C u krugu
- Odaberi kondenzator
- Pritisni Pokreni
- Kapacitet u strujnom krugu
- 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 →