전자기학
평행판 축전기
판 사이의 균일한 전기장 E = V/d ; 정전용량 C = ε₀A/d 과 저장된 에너지 U = ½CV² 을 읽으십시오.
평행판 축전기 — 인터랙티브 전자기학 시뮬레이션. 판 사이의 균일한 전기장 E = V/d ; 정전용량 C = ε₀A/d 과 저장된 에너지 U = ½CV² 을 읽으십시오. 실시간 SI 측정값과 안내형 튜토리얼을 제공하는 무료 브라우저 기반 가상 물리 실험실입니다.
평행판 커패시터
판 사이 균일 전기장 E = V/d; C = ε₀A/d와 저장 에너지 U = ½CV²를 읽으세요.
판 사이 균일 전기장 E = V/d; C = ε₀A/d와 저장 에너지 U = ½CV²를 읽으세요.
- E = V/d
- C = ε₀A/d
조사 개요
랩을 열기 전에 질문을 계획하세요.
이 브리프는 사전 렌더링된 페이지를 반영합니다. 탐구 질문, 서로 다른 예측, 변수의 역할, 지배 법칙, 설정, 분석 및 확장 질문을 이 순서로 계속 표시합니다.
운전 질문
parallel-plate 커패시터는 고정된 형상(면적 및 간격)을 갖습니다. 양단의 전압을 높이면 저장된 에너지가 정비례로 증가합니까, 아니면 더 빨리 증가합니까?
검토할 예측
- 저장된 에너지는 전압보다 빠르게 증가합니다. 이는 전압의 제곱에 따라 달라집니다.
- 저장된 에너지는 전압에 정비례합니다.
- 저장된 에너지는 전압에 의존하지 않습니다.
다양한 역할
설정하는 것:
- 전압 V (V)
측정하는 것:
- 용량 C (pF)
- 적립된 요금 Q (nC)
- 저장된 에너지 U (nJ)
실험 진행 방법
- parallel-plates 사전 설정을 열고 재설정을 누릅니다. 플레이트 면적 = 0.05m², 간격 = 2mm.
- 전하량 및 저장된 에너지 표시를 활성화하세요.
- 각 시행마다 플레이트 전압을 설정하고 저장된 전하량과 에너지를 기록합니다.
지배방정식
평행판 용량 — C = ε₀A/d
간격에 의해 분리된 두 개의 평행 전도판은 면적에 비례하고 분리에 반비례하여 전하를 저장합니다. C = ε₀A/d. 저장된 에너지는 U = ½CV² = ½QV입니다.
인쇄용 실험지에서 학생이 계산할 내용
- 한 번의 시행에 대해 A = 0.05m², d = 0.002m(모든 시행에서 동일)를 사용하여 C = ε₀A/d를 계산한 다음 Q = CV 및 U = ½CV²를 계산합니다. 세 가지를 모두 표와 비교해 보세요.
- U = ½CV²를 이용해, 전압을 두 배로 하면 저장된 전하는 두 배로만 늘어나는데도 저장된 에너지는 왜 네 배가 되는지(두 배가 아니라) 설명하세요.
실험 밖에서의 활용
- 커패시턴스 C = ε₀A/d는 적용하는 전압이 아닌 플레이트의 형상에만 의존합니다. 물리적으로 더 큰 커패시터(A가 더 크거나 d가 더 작음)가 동일한 전압에서 더 많은 전하를 저장할 수 있는 이유를 설명하십시오.
- 의료용 제세동기는 축전기를 고전압으로 충전한 다음, 그 전하를 아주 짧은 시간 동안 환자에게 방전시킵니다. U = ½CV²를 이용해, 의사들이 필요한 에너지를 빠르게 전달하기 위해 높은 정전용량이 아니라 높은 전압을 사용하는 이유를 설명하세요.
- 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
- 평행판에 오신 것을 환영합니다
- 커패시터 선택
- 재생을 누르세요
- 판 사이의 균일 전기장
- 검사기 열기
- 잘 하셨습니다!
대화형 시뮬레이션을 열어 장면을 빌드하고 재생을 누른 뒤, 실시간 측정 및 가이드 튜토리얼과 함께 탐구해 보세요.