Elektromágnesség
Lemezkondenzátor
Homogén E = V/d mező a lemezek között; olvasd le a C = ε₀A/d-t és a tárolt U = ½CV² energiát.
Lemezkondenzátor — interaktív Elektromágnesség szimuláció. Homogén E = V/d mező a lemezek között; olvasd le a C = ε₀A/d-t és a tárolt U = ½CV² energiát. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Lemezkondenzátor
Homogén E = V/d mező a lemezek között; olvasd le a C = ε₀A/d-t és a tárolt U = ½CV² energiát.
A V feszültségű és d távolságú párhuzamos lemezek közel homogén E = V/d mezőt hoznak létre (a peremen a szórást elhanyagolva). A C = ε₀A/d kapacitás és a tárolt U = ½CV² energia a geometriából következik. Nyomd meg az Indítást, hogy a lemez-töltésjelzők lüktessenek; olvasd le a C-t és U-t a Tulajdonságok panelen.
- E = V/d
- C = ε₀A/d
Vizsgálódási összefoglaló
Tervezd meg a kérdést, mielőtt megnyitod a labort
Az összefoglaló a előrenderelt oldalt tükrözi: vezérlő kérdés, versengő jóslatok, változószerepek, vezérlő törvények, beállítás, elemzés és bővítési feladatok láthatóak és ebben a sorrendben maradnak.
Vezérlő kérdés
Egy síkkondenzátor rögzített geometriájú (felület és rés). Ha megnöveled a rajta lévő feszültséget, a tárolt energia közvetlenül arányosan nő, vagy gyorsabban?
Mérlegelendő jóslatok
- A tárolt energia gyorsabban nő, mint a feszültség — a feszültség négyzetétől függ.
- A tárolt energia közvetlenül arányos a feszültséggel.
- A tárolt energia nem függ a feszültségtől.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Feszültség V (V)
Amit mérsz:
- Kapacitás C (pF)
- Tárolt töltés Q (nC)
- Tárolt energia U (nJ)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg a parallel-plates előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. Lemezfelület = 0.05 m², szeparáció = 2 mm.
- Engedélyezd a töltés- és tárolt-energia-kijelzőket.
- Állítsd be a lemezfeszültséget minden mérésnél, és rögzítsd a tárolt töltést és energiát.
Vezéregyenlet
Lemezkondenzátor kapacitása — C = ε₀A/d
Két párhuzamos vezető lemez rés eltávolásával arányosan a felületükkel, fordítottan a szeparációjukkal tárol töltést: C = ε₀A/d. A tárolt energia U = ½CV² = ½QV.
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- Egy mérésnél számítsd ki a C = ε₀A/d-t A = 0.05 m², d = 0.002 m használatával (minden mérésben ugyanaz), majd Q = CV és U = ½CV². Hasonlítsd mindhármat a táblázathoz.
- Magyarázd meg az U = ½CV²-vel, miért négyezerezi a feszültség megduplázása a tárolt energiát a megduplázás helyett — noha a tárolt töltés csak megduplázódik.
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- A C = ε₀A/d kapacitás csak a lemezek geometriájától függ, nem attól, milyen feszültséget kapcsol rá. Magyarázd meg, miért tud több töltést tárolni ugyanazon feszültségen egy fizikailag nagyobb kondenzátor (nagyobb A vagy kisebb d).
- Egy orvosi defibrillátor magas feszültségre tölt egy kondenzátort, majd egy másodperc töredéke alatt a betegen keresztül üríti. Az U = ½CV²-vel magyarázd meg, miért használnak az orvosok magas feszültséget, nem nagy kapacitást, hogy a szükséges energiát gyorsan leadják.
- 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
- Üdv a Párhuzamos lemezeknél
- Válaszd ki a kondenzátort
- Nyomd meg az Indítást
- Homogén mező a lemezek között
- Nyisd meg a Tulajdonságok panelt
- Sikerült!
Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.