Izolirana nabita krogla

1 · Predvidi

Ena sama izolirana prevodna krogla, nabita na neko napetost, ima tudi kapaciteto — tudi brez druge plošče v bližini. Če dvigneš napetost krogle, ali polje tik zunaj nje raste sorazmerno?

• Ne — polje je odvisno od napetosti na bolj zapleten način.
• Da — zunanje polje je neposredno sorazmerno z napetostjo krogle.
• Zunanje polje ni odvisno od napetosti krogle nič.

2 · Pripravi

1. Odpri prednastavitev isolated-sphere in pritisni Ponastavi. Polmer krogle je fiksen 8 cm.
2. Omogoči odčitek jakosti zunanjega polja.
3. Nastavi napetost krogle za vsak poskus in zabeleži jakost polja, izmerjeno pri dvakratniku polmera krogle od njenega središča.

3 · Zberi podatke

Nariši jakost polja E (os y) proti napetosti V (os x) za svoje tri poskuse. Ali je črta ravna skozi izhodišče?

4 · Analiziraj

1. Za en poskus izračunaj C = 4πε₀R z R = 0,08 m (isto v vsakem poskusu), nato E = V/(2R) za polje pri polmeru 2R od središča. Primerjaj oba s tabelo.
2. Razloži, zakaj pri fiksni merilni točki (tu 2R od središča) zunanje polje skalira linearno z napetostjo krogle — čeprav polje točkovnega naboja samo pojema kot 1/r².

5 · Razširi

1. Van de Graaffov generator napolni izolirano kovinsko kroglo na zelo visoko napetost. Njena kapaciteta C = 4πε₀R je precej majhna za laboratorijsko veliko kroglo, kar je prav razlog, zakaj lahko že skromna količina naboja pahne na izjemno visoko napetost (V = Q/C).
2. Zemlja sama se približno obnaša kot izolirana nabita krogla z majhnim negativnim površinskim nabojem. Z C = 4πε₀R in Zemljinim polmerom (~6.4×10⁶ m), ali bi pričakoval, da je Zemljina kapaciteta večja ali manjša od krogle s 8 cm tega poskusa?

Fizika za tem poskusom

← Nazaj na poskus

138 brezplačnih natisljivih fizikalnih delovnih listov