Elektromagnetisme
C yang sama dalam satu litar
Geometri plat ini memberi C yang sama seperti praset pengecasan RC dalam Litar -- bukanya untuk menonton Q(t).
C yang sama dalam satu litar — simulasi Elektromagnetisme interaktif. Geometri plat ini memberi C yang sama seperti praset pengecasan RC dalam Litar -- bukanya untuk menonton Q(t). Makmal fizik maya berasaskan pelayar percuma dengan pengukuran SI langsung dan tutorial berpandu.
Kemuatan dalam litar
Geometri plat ini memberi C yang sama seperti praset pengecasan RC dalam Litar -- bukanya untuk menonton Q(t).
Geometri plat-selari ini menggunakan luas A dan pemisahan d supaya C = ε₀A/d sepadan dengan praset pengecasan RC dalam Litar. Skematik tindan menunjukkan V–R–C dalam sesiri dengan nilai µF terkira. Tekan Main untuk menonton medan terbina; buka praset Litar yang terpaut untuk melihat Q(t) = CV(1 − e^(−t/RC)) bagi C yang sama.
- C = ε₀A/d
- Q = CV
Ringkasan penyiasatan
Rancang soalannya sebelum anda membuka makmal
Ringkasan ini menggambarkan halaman pra-render: soalan pemacu, ramalan bersaing, peranan pemboleh ubah, hukum pengawal, susunan, analisis dan gesaan lanjutan kekal kelihatan dan mengikut turutan ini.
Soalan pemacu
Eksperimen litar pengecasan-rc menggunakan kapasitor 0.01 F terideal. Membina kapasitor plat-selari sebenar dengan kemuatan sebanyak itu memerlukan jurang mustahil kecil bagi vakum -- kecuali anda menimbun banyak lapisan dielektrik nipis. Adakah penambahan lebih banyak lapisan menaikkan atau menurunkan jumlah kemuatan?
Ramalan untuk ditimbang
- Lebih banyak lapisan menurunkan kemuatan.
- Lebih banyak lapisan menaikkan kemuatan -- seperti menimbunkan beberapa kapasitor penyimpan-cas secara selari.
- Bilangan lapisan tidak menjejaskan kemuatan, hanya bahan dielektrik berbuat demikian.
Peranan pemboleh ubah
Apa yang anda tetapkan:
- Bilangan lapisan N
Apa yang anda ukur:
- Kemuatan C (mF)
Bagaimana penyiasatan berjalan
- Buka praset plat-c-sama-dalam-litar dan tekan Set semula. Kapasitor ini menggunakan dielektrik k-tinggi (εr = 1000) untuk merealisasikan secara fizikal 0.01 F yang sama seperti eksperimen litar pengecasan-rc.
- Aktifkan bacaan kemuatan.
- Bagi setiap percubaan, gunakan bilangan lapisan yang diberi (luas, pemisahan, dan εr dipegang tetap pada nilai sebenar eksperimen ini) untuk mengira kemuatan terhasil.
Persamaan pengawal
Kemuatan Berbilang-Lapisan — C = ε₀A/d
Penyelanggaran N lapisan dielektrik antara plat mendarabkan kemuatan satu-lapisan dengan N: C = ε₀εrAN/d. Beginilah kapasitor sebenar mencapai nilai kemuatan besar dalam saiz padat.
Apa yang lembaran kerja boleh cetak minta pelajar selesaikan
- Bagi satu percubaan, kira C = ε₀εrAN/d menggunakan ε₀ = 8.854×10⁻¹² F/m, εr = 1000, A = 0.01 m², d ≈ 8.854 µm (pemisahan tetap eksperimen ini). Bandingkan dengan jadual. Sahkan bahawa N = 1000 membiak semula 0.01 F litar terpaut itu dengan tepat.
- Terangkan mengapa penyelanggaran lebih banyak lapisan dielektrik (seperti kapasitor seramik berbilang-lapisan sebenar) mendarabkan kemuatan berkesan, dengan cara yang sama seperti menimbunkan kapasitor secara selari.
Di mana ini muncul di luar makmal
- Kapasitor 0.01 F sebenar ('10,000 µF') wujud sebagai komponen padat yang boleh anda pegang di tangan, terima kasih kepada helah ini: lapisan dielektrik permitiviti-tinggi yang sangat nipis, digulung atau ditimbun rapat-rapat antara luas plat berkesan sangat besar. Terangkan mengapa reka bentuk vakum-jurang satu-lapisan naif tidak pernah boleh mencapai ini dalam bungkusan kecil.
- Voltan kapasitor ini ditetapkan untuk sepadan tepat dengan EMF bateri eksperimen litar pengecasan-rc. Mengapa ia mungkin berguna, ketika mengajar kapasitor, untuk menunjukkan kemuatan berangka sama dibina dua cara berbeza -- sebagai simbol litar terideal dan sebagai peranti berbilang-lapisan yang boleh direalisasikan secara fizikal?
- AP Physics 2 — Unit 10: Electric Force, Field, and Potential
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 10: Conductors and Capacitors
- 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 ke Plat C-Sama Dalam Litar
- Pilih kapasitor itu
- Tekan Main
- Kemuatan dalam satu litar
- Buka panel Sifat
- Anda berjaya!
Buka simulasi interaktif untuk membina adegan, tekan Main, dan teroka dengan ukuran langsung serta tutorial berpandu.