विद्युतचुंबकत्व
वेगळा वाहक गोल
त्रिज्या R च्या वेगळ्या गोलाला C = 4πε₀R — pF वाचन पाठ्यपुस्तक मूल्याशी तुलना करा.
वेगळा वाहक गोल — संवादी विद्युतचुंबकत्व सिम्युलेशन. त्रिज्या R च्या वेगळ्या गोलाला C = 4πε₀R — pF वाचन पाठ्यपुस्तक मूल्याशी तुलना करा. थेट SI मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह मोफत, ब्राउझरवर चालणारी आभासी भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा.
गोलीय संधारकता
त्रिज्या R च्या वेगळ्या गोलाला C = 4πε₀R — pF वाचन पाठ्यपुस्तक मूल्याशी तुलना करा.
विभव V वरील वेगळा वाहक गोल त्रिज्या R भार Q = CV साठवतो जिथे C = 4πε₀R — संधारकता त्रिज्येसह रेषीय वाढते. भार बाह्य पृष्ठभागावर बसतो; वाहकाच्या आत E = 0. दाखवलेल्या त्रिज्येसाठी pF वाचन 4πε₀R शी तुलना करा.
- C = 4πε₀R
- U = ½CV²
अन्वेषण सारांश
प्रयोगशाळा उघडण्यापूर्वी प्रश्नच आखा
सारांश पूर्व-स्वरूपित पानासारखाच आहे: मार्गदर्शक प्रश्न, स्पर्धक अनुमान, चलांच्या भूमिका, प्रमुख नियम, मांडणी, विश्लेषण व विस्तार सूचना दिसत राहतात आणि याच क्रमाने.
मार्गदर्शक प्रश्न
एकटा वाहक गोल, काही व्होल्टेजावर भारित, त्याची संधारकता घेतो — जवळ दुसरा पट्टा नसतानाही. गोलाचा व्होल्टेज वाढवल्यास त्याच्या बाहेर त्याच्या लगेचची क्षेत्र-ताकद प्रमाणात वाढते का?
विचारात घेण्याचे अनुमान
- नाही — क्षेत्र व्होल्टेजावर जास्त गुंतागुंतीने अवलंबूण.
- हो — बाह्य क्षेत्र गोलाच्या व्होल्टेजाच्या थेट प्रमाणात.
- बाह्य क्षेत्र गोलाच्या व्होल्टेजावर अजिबात अवलंबूण नाही.
चलांच्या भूमिका
तुम्ही काय निश्चित करता:
- गोल व्होल्टेज V (V)
तुम्ही काय मापता:
- संधारकता C (pF)
- बाह्य क्षेत्र E (N/C)
तपासणी कशी चालते
- आयसोलेटेड-स्फिअर प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. गोलाची त्रिज्या 8 cm वर निश्चित.
- बाह्य क्षेत्र-ताकद वाचन सुरू करा.
- प्रत्येक फेरीसाठी गोलाचा व्होल्टेज निश्चित करा व केंद्रापासून दुप्पट त्रिज्येवर मोजलेली क्षेत्र-ताकद नोंदवा.
मूलभूत समीकरण
पृथक गोल संधारकता — C = 4πε₀R
त्रिज्या R चा एकटा वाहक गोल अनंताच्या सापेक्ष C = 4πε₀R संधारकता घेतो. समांतर-पट्टा संधारित्राप्रमाणे त्याला जवळ दुसऱ्या वाहकाची गरज नाही — 'उर्वरित अवकाश' दुसरा पट्टा म्हणून काम करतो.
छापण्यायोग्य कार्यपत्रिका विद्यार्थ्यांकडून काय काढून घेते
- एका फेरीसाठी R = 0.08 m सह C = 4πε₀R काढा (प्रत्येक फेरीत तेच), मग केंद्रापासून 2R त्रिज्येवरील क्षेत्रासाठी E = V/(4R) — हे E = V·R/r², r = 2R मधून येते. दोन्ही तक्त्याशी तुलना करा.
- निश्चित मापन-बिंदूवर (इथे केंद्रापासून 2R), बाह्य क्षेत्र गोलाच्या व्होल्टेजासह रेषीयपणे का स्केल होते ते स्पष्ट करा — एकट्या भारित गोलाचे बाह्य क्षेत्र त्याच्या केंद्रातील बिंदू-भाराच्या 1/r² नियमाइतकेच असल्याने हेच अपेक्षित (फक्त V बदलता, r स्थिर — नेहमी रेषीय नाते देते; 1/r² अवलंबनता अंतरावर, व्होल्टेजावर नाही).
प्रयोगशाळेबाहेर हे कुठे दिसते
- व्हॅन डी ग्राफ जनरेटर एकट्या धातूच्या गोलाला खूप उच्च व्होल्टेजावर चार्ज करतो. प्रयोगशाळा-आकाराच्या गोलासाठी त्याची संधारकता C = 4πε₀R खूपच लहान — म्हणूनच थोडक्यात भारानेही तो अत्यंत उच्च व्होल्टेजावर जातो (V = Q/C).
- पृथ्वी स्वतः थोड्या ऋण पृष्ठ-भारासह एकट्या भारित गोलासारखी वागते. C = 4πε₀R पृथ्वीची त्रिज्या (~6.4×10⁶ m) घेऊन, पृथ्वीची संधारकता या प्रयोगाच्या 8 cm गोलापेक्षा जास्त की कमी असेल असे वाटते?
- 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
- वेगळ्या गोलामध्ये स्वागत आहे
- गोल निवडा
- प्ले दाबा
- गोलावरील ऊर्जा
- गुणधर्म पॅनेल उघडा
- तुम्ही केले!
दृश्य बांधण्यासाठी, प्ले दाबण्यासाठी आणि थेट मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह एक्सप्लोर करण्यासाठी संवादी सिम्युलेशन उघडा.