Sfera Mgħobbija Iżolata

1 · Ippreddi

Sfera konduttiva iżolata waħda, mgħobbija għal xi voltaġġ, għandha kapaċitanza ukoll — anki bla ebda pjanċa oħra ħdejnha. Jekk togħli l-voltaġġ tas-sfera, il-kamp eżattament barra minnha jitla’ b’proporzjoni?

• Le — il-kamp jiddependi mill-voltaġġ b’mod aktar kumpless.
• Iva — il-kamp ta’ barra hu direttament proporzjonali għall-voltaġġ tas-sfera.
• Il-kamp ta’ barra ma jiddependix mill-voltaġġ tas-sfera xejn.

2 · Tħejjija

1. Iftaħ il-preset ta’ isolated-sphere u agħfas Reset. Ir-raġġ tas-sfera hu fiss f’8 cm.
2. Attiva l-qari ta’ qawwa ta’ kamp ta’ barra.
3. Issettja l-voltaġġ tas-sfera għal kull prova u irrekordja l-qawwa tal-kamp mkejjla f’darbtejn ir-raġġ tas-sfera miċ-ċentru tagħha.

3 · Ħu d-Dejta

Ipinġi l-qawwa tal-kamp E (ass ġewwa) kontra l-voltaġġ V (ass mal-ġenb) għat-tliet provi tiegħek. Il-linja hi dritta mill-oriġini?

4 · Analizza

1. Għal prova waħda, ikkalkula C = 4πε₀R bl-użu ta’ R = 0.08 m (l-istess f’kull prova), imbagħad E = V/(2R) għall-kamp f’raġġ 2R miċ-ċentru. Qabbel it-tnejn mat-tabella.
2. Ispjega għalfejn, f’punt ta’ tkejjel fiss (hawn, 2R miċ-ċentru), il-kamp ta’ barra jiskala linearmiċi mal-voltaġġ tas-sfera — anki jekk il-kamp ta’ ċarqa ta’ punt innifsu jonqos bħal 1/r².

5 · Estendi

1. Ġeneratur ta’ Van de Graaff joħloq ċarqa fuq sfera tal-metall iżolata għal voltaġġ għoli ħafna. Il-kapaċitanza tiegħu C = 4πε₀R hi pjuttost żgħira għal sfera ta’ daqs ta’ lab, u dan hu eżattament għalfejn anki ammont moderat ta’ ċarqa jista’ jmexxih għal voltaġġ estremament għoli (V = Q/C).
2. L-Art innifisha taġixxi bejn wieħed u ieħor bħal sfera mgħobbija iżolata b’ċarqa ta’ wiċċ negattiva żgħira. Bl-użu ta’ C = 4πε₀R bir-raġġ ta’ l-Art (~6.4×10⁶ m), tistenna li l-kapaċitanza ta’ l-Art tkun akbar jew inqas minn dik ta’ sfera ta’ 8 cm ta’ dan l-esperiment?

Il-Fiżika Wara Dan l-Esperiment

← Lura għall-esperiment

138 Folja ta’ Lab ta’ Fiżika Stampabbli u B’Xejn