Elektromagnetism
Parallellplattkondensator
Homogent fält E = V/d mellan plattorna; läs av C = ε₀A/d och lagrad energi U = ½CV².
Parallellplattkondensator — interaktiv Elektromagnetism-simulering. Homogent fält E = V/d mellan plattorna; läs av C = ε₀A/d och lagrad energi U = ½CV². Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.
Parallellplattkondensator
Likformigt fält E = V/d mellan plattorna; läs av C = ε₀A/d och lagrad energi U = ½CV².
Parallellplattor vid spänningen V och avståndet d skapar ett nästan likformigt fält E = V/d mellan dem (randfält ignoreras vid kanterna). Kapacitansen C = ε₀A/d och lagrad energi U = ½CV² följer av geometrin. Tryck på Spela upp för att se plattladdningsindikatorerna pulsera; läs av C och U i panelen Egenskaper.
- E = V/d
- C = ε₀A/d
Undersökningsblad
Planera frågan innan du öppnar labbet
Sammanfattningen speglar den förrenderade sidan: drivande fråga, konkurrerande förutsägelser, variablernas roller, styrande lagar, uppställning, analys- och utvidgningsfrågor förblir synliga och i den här ordningen.
Drivande fråga
En plattkondensator har fast geometri (area och gap). Om du ökar spänningen över den, växer då den lagrade energin i direkt proportion, eller snabbare?
Förutsägelser att väga
- Den lagrade energin växer snabbare än spänningen — den beror av spänningen i kvadrat.
- Den lagrade energin är direkt proportionell mot spänningen.
- Den lagrade energin beror inte av spänningen.
Variablernas roller
Det du ställer in:
- Spänning V (V)
Det du mäter:
- Kapacitans C (pF)
- Lagrad laddning Q (nC)
- Lagrad energi U (nJ)
Så går undersökningen till
- Öppna förinställningen Plattkondensator och tryck på Återställ. Plattarea = 0.05 m², separation = 2 mm.
- Aktivera avläsningarna av laddning och lagrad energi.
- Ställ in plattspänningen för varje försök och notera lagrad laddning och energi.
Styrande ekvation
Parallellplattkapacitans — C = ε₀A/d
Två parallella ledande plattor separerade av ett gap lagrar laddning proportionerligt mot sin area och omvänt mot sin separation: C = ε₀A/d. Den lagrade energin är U = ½CV² = ½QV.
Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut
- Beräkna för ett försök C = ε₀A/d med A = 0.05 m², d = 0.002 m (samma i vartenda försök), sedan Q = CV och U = ½CV². Jämför alla tre med tabellen.
- Förklara, med U = ½CV², varför en fördubblad spänning fyrdubblar den lagrade energin i stället för att fördubbla den — även om den lagrade laddningen bara fördubblas.
Var det här syns utanför labbet
- Kapacitansen C = ε₀A/d beror bara av plattornas geometri, inte av spänningen du lägger på. Förklara varför en fysiskt större kondensator (större A eller mindre d) kan lagra mer laddning vid samma spänning.
- En medicinsk defibrillator laddar en kondensator till hög spänning och urladdar den sedan genom patienten på en bråkdel av en sekund. Förklara, med U = ½CV², varför läkare använder hög spänning i stället för hög kapacitans för att snabbt leverera den energi som behövs.
- 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
- Välkommen till Parallellplattor
- Välj kondensatorn
- Tryck på Spela upp
- Likformigt fält mellan plattor
- Öppna panelen Egenskaper
- Klart!
Öppna den interaktiva simuleringen för att bygga scenen, tryck på Spela och utforska med mätningar i realtid och en guidad genomgång.