समांतर-पट्टा संधारित्र: भार व ऊर्जा साठवणूक

1 · अनुमान

समांतर-पट्टा संधारित्राची भूमिती निश्चित आहे (क्षेत्रफळ व मोकळी जागा). त्यावरील व्होल्टेज वाढवल्यास साठवलेली ऊर्जा थेट प्रमाणात वाढते की जास्त जलद?

• साठवलेली ऊर्जा व्होल्टेजपेक्षा जास्त जलद वाढते — ती व्होल्टेजाच्या वर्गावर अवलंबूण.
• साठवलेली ऊर्जा व्होल्टेजाच्या थेट प्रमाणात.
• साठवलेली ऊर्जा व्होल्टेजावर अवलंबूण नाही.

2 · मांडणी

1. पॅरेलल-प्लेट्स प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. पट्टा क्षेत्रफळ = 0.05 m², विभाजन = 2 mm.
2. भार व साठवलेली-ऊर्जा वाचने सुरू करा.
3. प्रत्येक फेरीसाठी पट्टा-व्होल्टेज निश्चित करा व साठवलेला भार व ऊर्जा नोंदवा.

3 · डेटा गोळा करा

तुमच्या तीन फेर्यांसाठी साठवलेली ऊर्जा U (y-अक्ष) विरुद्ध व्होल्टेज V (x-अक्ष) काढा. वक्र सरळ आहे की वर वळते?

4 · विश्लेषण

1. एका फेरीसाठी A = 0.05 m², d = 0.002 m सह C = ε₀A/d काढा (प्रत्येक फेरीत तेच), मग Q = CV व U = ½CV². तिन्ही तक्त्याशी तुलना करा.
2. U = ½CV² वापरून, व्होल्टेज दुप्पट केल्यावर साठवलेली ऊर्जा दुप्पट होण्याऐवजी चौपट का होते — साठवलेला भार फक्त दुप्पट होत असतानाही — ते स्पष्ट करा.

5 · विस्तार

1. संधारकता C = ε₀A/d फक्त पट्ट्यांच्या भूमितीवर अवलंबूण, तुम्ही लावलेल्या व्होल्टेजावर नाही. भौतिकदृष्ट्या मोठा संधारित्र (मोठा A किंवा लहान d) त्याच व्होल्टेजावर जास्त भार का साठवू शकतो ते स्पष्ट करा.
2. वैद्यकीय डिफिब्रिलेटर संधारित्राला उच्च व्होल्टेजावर चार्ज करतो, मग सेकंदाच्या अंशात रुग्णातून डिस्चार्ज करतो. U = ½CV² वापरून, डॉक्टर लागणारी ऊर्जा झटपट् पुरवण्यासाठी जास्त संधारकतेऐवजी जास्त व्होल्टेज का वापरतात ते स्पष्ट करा.

या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र

← प्रयोगाकडे परत

138 मोफत मुद्रणयोग्य भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा कार्यपत्रिका