Kondensatur Real Li Jqabbel Komponent ta’ Ċirkwit

1 · Ippreddi

L-esperiment ta’ ċirkwit ta’ tħaffil RC juża kondensatur idealizzat ta’ 0.01 F. Il-bini ta’ kondensatur reali ta’ pjanċi paralleli b’daqshekk kapaċitanza jkollu bżonn vojt impossibbli żgħir għal vakwu — sakemm takkumula ħafna saffi rqqa ta’ dielettriku. Żieda ta’ saffi aktar tiżdied jew tonqos il-kapaċitanza totali?

• Saffi aktar jonqslu l-kapaċitanza.
• Saffi aktar jiżdiedu l-kapaċitanza — bħal takkumjar ta’ ħażniet ta’ ċarqa ta’ ħafna kondensaturi f’parallel.
• In-numru ta’ saffi ma jaffettwax il-kapaċitanza, biss il-materjal dielettriku jagħmel dan.

2 · Tħejjija

1. Iftaħ il-preset ta’ plate-same-c-in-circuit u agħfas Reset. Dan il-kondensatur juża dielettriku ta’ k għoli (εr = 1000) biex jirrealizza fiżikament l-istess 0.01 F bħall-esperiment ta’ ċirkwit ta’ tħaffil RC.
2. Attiva l-qari ta’ kapaċitanza.
3. Għal kull prova, uża n-numru ta’ saffi mogħti (erja, separazzjoni, u εr miżmuma fissi għall-valuri reali ta’ dan l-esperiment) biex tikkalkula l-kapaċitanza riżultanti.

3 · Ħu d-Dejta

Ipinġi l-kapaċitanza C (ass ġewwa) kontra n-numru ta’ saffi N (ass mal-ġenb) għat-tliet provi tiegħek. Il-linja hi dritta mill-oriġini?

4 · Analizza

1. Għal prova waħda, ikkalkula C = ε₀εrAN/d bl-użu ta’ ε₀ = 8.854×10⁻¹² F/m, εr = 1000, A = 0.01 m², d ≈ 8.854 µm (is-separazzjoni fissa ta’ dan l-esperiment). Qabbel mat-tabella. Ikkonferma li N = 1000 jirriproduċi eżattament 0.01 F taċ-ċirkwit marbut.
2. Ispjega għalfejn l-intertwining ta’ saffi aktar ta’ dielettriku (bħal kondensatur ta’ ċeramika multilayer reali) jimmultiplika l-kapaċitanza effettiva, l-istess kif takkumjar ta’ kondensaturi f’parallel jagħmel.

5 · Estendi

1. Kondensaturi reali ta’ 0.01 F (“10,000 µF”) jeżistu bħala komponenti kompatti li tista’ żżomm f’idek, grazzi għal eżattament dan it-trikk: saffi rqqa ħafna, mżejnin jew mikkumulati b’mod mgħaqqad ta’ dielettriku ta’ permittività għolja bejn erji ta’ pjanċi effettivi kbar. Ispjega għalfejn disinn naiv ta’ saff wieħed b’vojt ta’ vakwu qatt ma jista’ jilħaq dan f’pakkett żgħir.
2. Il-voltaġġ ta’ dan il-kondensatur hu issettjat biex jaqbel eżattament mal-EMF tal-batterija tal-esperiment ta’ ċirkwit ta’ tħaffil RC. Għalfejn jista’ jkun utli, meta titgħallem dwar kondensaturi, jurik l-istess kapaċitanza numerika mibnija f’żewġ modi differenti — bħala simbolu ta’ ċirkwit idealizzat u bħala apparat multilayer fiżikament realizzabbli?

Il-Fiżika Wara Dan l-Esperiment

← Lura għall-esperiment

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