Elektromagnetisme
Parallelplaatcondensator
Uniform veld E = V/d tussen de platen; lees C = ε₀A/d en opgeslagen energie U = ½CV² af.
Parallelplaatcondensator — interactieve Elektromagnetisme-simulatie. Uniform veld E = V/d tussen de platen; lees C = ε₀A/d en opgeslagen energie U = ½CV² af. Gratis virtueel natuurkundelab in de browser met live SI-metingen en een begeleide rondleiding.
Parallelplaatcondensator
Uniform veld E = V/d tussen de platen; lees C = ε₀A/d en opgeslagen energie U = ½CV² af.
Parallelle platen op spanning V en afstand d creëren een vrijwel uniform veld E = V/d ertussen (randeffecten aan de randen verwaarloosd). Capaciteit C = ε₀A/d en opgeslagen energie U = ½CV² volgen uit de geometrie. Druk op Start om de laadindicatoren van de platen te zien pulseren; lees C en U af in het eigenschappenpaneel.
- E = V/d
- C = ε₀A/d
Onderzoeksnota
Plan de vraag voordat je het lab opent
De samenvatting spiegelt de voorgerenderde pagina: leidende vraag, concurrerende voorspellingen, rollen van variabelen, bepalende wetten, opstelling, analyse- en verdiepingsvragen blijven zichtbaar en in deze volgorde.
Leidende vraag
Een plaatcondensator heeft een vaste geometrie (oppervlak en plaatafstand). Als je de spanning erover verhoogt, groeit de opgeslagen energie dan recht evenredig, of sneller?
Voorspellingen om te wegen
- De opgeslagen energie groeit sneller dan de spanning — hij hangt af van spanning in het kwadraat.
- De opgeslagen energie is recht evenredig met de spanning.
- De opgeslagen energie hangt niet af van de spanning.
Rollen van variabelen
Wat je instelt:
- Spanning V (V)
Wat je meet:
- Capaciteit C (pF)
- Opgeslagen lading Q (nC)
- Opgeslagen energie U (nJ)
Hoe het onderzoek verloopt
- Open de voorinstelling parallel-plates en druk op Herstel. Plaatoppervlak = 0.05 m², scheiding = 2 mm.
- Zet de aflezingen van lading en opgeslagen energie aan.
- Stel voor elke meting de plaatspanning in en noteer de opgeslagen lading en energie.
Leidende vergelijking
Parallelplaatcapaciteit — C = ε₀A/d
Twee parallelle geleidende platen met een spleet ertussen slaan lading op evenredig met hun oppervlak en omgekeerd evenredig met hun afstand: C = ε₀A/d. De opgeslagen energie is U = ½CV² = ½QV.
Wat het uitprintbare werkblad leerlingen laat uitwerken
- Reken voor één meting C = ε₀A/d uit met A = 0.05 m², d = 0.002 m (in elke meting hetzelfde) en daarna Q = CV en U = ½CV². Vergelijk alle drie met de tabel.
- Leg met U = ½CV² uit waarom het verdubbelen van de spanning de opgeslagen energie verviervoudigt in plaats van verdubbelt — ook al verdubbelt de opgeslagen lading maar.
Waar dit buiten het lab opduikt
- De capaciteit C = ε₀A/d hangt alleen af van de geometrie van de platen, niet van de aangelegde spanning. Leg uit waarom een fysiek grotere condensator (grotere A of kleinere d) bij dezelfde spanning meer lading kan opslaan.
- Een medische defibrillator laadt een condensator op tot een hoge spanning en ontladt die in een fractie van een seconde door de patiënt. Leg met U = ½CV² uit waarom artsen een hoge spanning gebruiken in plaats van een grote capaciteit om de benodigde energie snel af te geven.
- 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
- Welkom bij Parallelle platen
- Selecteer de condensator
- Druk op Start
- Uniform veld tussen platen
- Open het eigenschappenpaneel
- Gelukt!
Open de interactieve simulatie om de scène te bouwen, druk op Start en verken met live metingen en een begeleide rondleiding.