Elektromagnetizem
Ploščati kondenzator
Enakomerno polje E = V/d med ploščama; odčitaj C = ε₀A/d in shranjeno energijo U = ½CV².
Ploščati kondenzator — interaktivna simulacija Elektromagnetizem. Enakomerno polje E = V/d med ploščama; odčitaj C = ε₀A/d in shranjeno energijo U = ½CV². Brezplačen virtualni fizikalni laboratorij v brskalniku z živimi meritvami SI in vodenim vodnikom.
Ploščati kondenzator
Enakomerno polje E = V/d med ploščama; odčitaj C = ε₀A/d in shranjeno energijo U = ½CV².
Vzporedni plošči pri napetosti V in razmiku d ustvarita skoraj enakomerno polje E = V/d med sabo (robno ukrivljanje zanemarjeno). Kapaciteta C = ε₀A/d in shranjena energija U = ½CV² sledita iz geometrije. Pritisni Predvajaj in glej utripanje kazalnikov naboja plošč; odčitaj C in U v plošči Lastnosti.
- E = V/d
- C = ε₀A/d
Oris preiskave
Načrtuj vprašanje, preden odpreš laboratorij
Oris zrcali predizrisano stran: vodilno vprašanje, tekmujoča predvidevanja, vloge spremenljivk, vodilni zakoni, priprava, analiza in pozivi k razširitvi ostanejo vidni in v tem vrstnem redu.
Vodilno vprašanje
Ploščati kondenzator ima fiksno geometrijo (površina in reža). Če povečaš napetost nanj, ali shranjena energija raste v neposredni sorazmernosti ali hitreje?
Predvidevanja za pretehtanje
- Shranjena energija raste hitreje kot napetost — odvisna je od napetosti na kvadrat.
- Shranjena energija je neposredno sorazmerna z napetostjo.
- Shranjena energija ni odvisna od napetosti.
Vloge spremenljivk
Kaj nastaviš:
- Napetost V (V)
Kaj izmeriš:
- Kapaciteta C (pF)
- Shranjeni naboj Q (nC)
- Shranjena energija U (nJ)
Kako poteka preiskava
- Odpri prednastavitev parallel-plates in pritisni Ponastavi. Površina plošč = 0,05 m², ločitev = 2 mm.
- Omogoči odčitka naboja in shranjene energije.
- Nastavi napetost plošč za vsak poskus in zabeleži shranjeni naboj in energijo.
Vodilna enačba
Kapaciteta vzporednih plošč — C = ε₀A/d
Dve vzporedni prevodni plošči, ločeni z režo, shranita naboj sorazmerno s svojo površino in obratno sorazmerno z ločitvijo: C = ε₀A/d. Shranjena energija je U = ½CV² = ½QV.
Kaj natisnjivi delovni list od učencev zahteva izračunati
- Za en poskus izračunaj C = ε₀A/d z A = 0,05 m², d = 0,002 m (isto v vsakem poskusu), nato Q = CV in U = ½CV². Primerjaj vse tri s tabelo.
- Z U = ½CV² razloži, zakaj podvojitev napetosti početveri shranjeno energijo namesto da bi jo podvojila — čeprav se shranjeni naboj samo podvoji.
Kje se to pokaže onkraj laboratorija
- Kapaciteta C = ε₀A/d je odvisna samo od geometrije plošč, ne od napetosti, ki jo daš. Razloži, zakaj lahko fizično večji kondenzator (večja A ali manjša d) shrani več naboja pri isti napetosti.
- Medicinski defibrilator napolni kondenzator na visoko napetost, nato ga izprazni skozi pacienta v zlom sekunde. Z U = ½CV² razloži, zakaj zdravniki uporabljajo visoko napetost namesto visoke kapacitete, da hitro dostavijo potrebno energijo.
- 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
- Dobrodošli pri vzporednih ploščah
- Izberi kondenzator
- Pritisni Predvajaj
- Enakomerno polje med ploščami
- Odpri ploščo Lastnosti
- Uspelo ti je!
Odpri interaktivno simulacijo, zgradi prizor, pritisni Predvajaj in raziskuj z živimi meritvami in vodenim vodnikom.
Odpri interaktivni laboratorij →