Elektromagnetisme
Bola konduktor terisolasi
Bola terisolasi dengan jari-jari R memiliki C = 4πε₀R — bandingkan pembacaan pF dengan nilai buku teks.
Bola konduktor terisolasi — simulasi Elektromagnetisme interaktif. Bola terisolasi dengan jari-jari R memiliki C = 4πε₀R — bandingkan pembacaan pF dengan nilai buku teks. Laboratorium fisika virtual gratis berbasis browser dengan pengukuran SI langsung dan tutorial terpandu.
Kapasitansi bola
Sebuah bola terisolasi berjari-jari R memiliki C = 4πε₀R: bandingkan pembacaan dalam pF dengan nilai teoretis.
Sebuah bola terisolasi berjari-jari R memiliki C = 4πε₀R: bandingkan pembacaan dalam pF dengan nilai teoretis.
- C = 4πε₀R
- U = ½CV²
Singkat investigasi
Rencanakan pertanyaan sebelum Anda membuka lab
Ringkasan ini mencerminkan halaman prerender: pertanyaan utama, prediksi yang bersaing, peran variabel, hukum yang mengatur, penyiapan, serta petunjuk analisis dan pengembangan tetap terlihat dalam urutan ini.
Pertanyaan mengemudi
Sebuah bola penghantar terisolasi, yang diisi dengan tegangan tertentu, juga memiliki kapasitansi - bahkan tanpa pelat kedua di dekatnya. Jika tegangan bola dinaikkan, apakah medan di luarnya meningkat secara proporsional?
Prediksi untuk ditimbang
- Tidak - medan bergantung pada tegangan dengan cara yang lebih kompleks.
- Ya — medan luar berbanding lurus dengan tegangan bola.
- Medan luar sama sekali tidak bergantung pada tegangan bola.
Peran variabel
Apa yang Anda tetapkan:
- Tegangan bola V (V)
Apa yang Anda ukur:
- Kapasitansi C (pF)
- Bidang luar E (N/C)
Bagaimana penyelidikannya berjalan
- Buka preset bola terisolasi dan tekan Reset. Jari-jari bola ditetapkan sebesar 8 cm.
- Aktifkan pembacaan kekuatan medan eksterior.
- Tetapkan tegangan bola untuk setiap percobaan dan catat kuat medan yang diukur pada dua kali radius bola dari pusatnya.
Persamaan yang mengatur
Kapasitansi Bola Terisolasi — C = 4πε₀R
Sebuah bola penghantar terisolasi berjari-jari R mempunyai kapasitansi C = 4πε₀R relatif terhadap tak terhingga. Berbeda dengan kapasitor pelat sejajar, kapasitor ini tidak memerlukan konduktor kedua di dekatnya — 'sisa ruang' bertindak sebagai pelat lainnya.
Apa yang diminta siswa untuk dikerjakan oleh lembar kerja yang dapat dicetak
- Untuk satu kali percobaan, hitung C = 4 πε₀R dengan menggunakan R = 0.08 m (sama pada setiap percobaan), kemudian E = V/(2R) untuk lapangan pada radius 2 R dari pusat. Bandingkan keduanya dengan tabel.
- Jelaskan mengapa, pada titik pengukuran tetap (di sini, 2R dari pusat), medan luar berskala linier dengan tegangan bola — meskipun medan muatan titik itu sendiri turun menjadi 1/r².
Di mana hal ini muncul di luar lab
- Generator Van de Graaff mengisi bola logam terisolasi hingga tegangan sangat tinggi. Kapasitansinya C = 4πε₀R cukup kecil untuk bola berukuran laboratorium, itulah sebabnya muatan dalam jumlah kecil pun dapat mendorongnya ke tegangan yang sangat tinggi (V = Q/C).
- Bumi sendiri berperilaku kira-kira seperti bola bermuatan terisolasi dengan muatan permukaan negatif yang kecil. Menggunakan C = 4 πε₀R dengan radius bumi (~6.4×10⁶ m), apakah Anda mengharapkan kapasitansi bumi lebih besar atau lebih kecil dari bola 8 cm percobaan ini?
- 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
- Selamat datang di bola terisolasi
- Pilih bola
- Tekan Putar
- Energi pada bola
- Buka inspektur
- Berhasil!
Buka simulasi interaktif untuk membangun adegan, tekan Putar, dan jelajahi dengan pengukuran langsung dan tutorial terpandu.