இணை-தட்டு மின்தேக்கி: மின்சுமை மற்றும் ஆற்றல் சேமிப்பு

1 · கணிப்பு

ஒரு இணை-தட்டு மின்தேக்கி, நிலையான வடிவியலை (பரப்பு மற்றும் இடைவெளி) கொண்டுள்ளது. அதன் குறுக்கே உள்ள மின்னழுத்தத்தை அதிகரித்தால், சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றல் நேர்விகிதத்திலா வளரும், அல்லது வேகமாகவா?

• சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றல் மின்னழுத்தத்தை விட வேகமாக வளர்கிறது — அது மின்னழுத்தத்தின் வர்க்கத்தை சார்ந்தது.
• சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றல் மின்னழுத்தத்துக்கு நேர்விகிதத்தில் உள்ளது.
• சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றல் மின்னழுத்தத்தை சார்ந்திருக்காது.

2 · அமைப்பு

1. இணை-தட்டுகள் முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். தட்டு பரப்பு = 0.05 m², பிரிப்பு = 2 mm.
2. மின்சுமை மற்றும் சேமிக்கப்பட்ட-ஆற்றல் வாசிப்புகளை இயக்குங்கள்.
3. ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும் தட்டு மின்னழுத்தத்தை அமைத்து, சேமிக்கப்பட்ட மின்சுமை மற்றும் ஆற்றலைப் பதிவு செய்யுங்கள்.

3 · தரவு சேகரி

உங்கள் மூன்று முயற்சிகளுக்கும், மின்னழுத்தம் V (x-அச்சு) எதிராக சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றல் U (y-அச்சு)-ஐ வரையுங்கள். வளைகோடு நேராக உள்ளதா, அல்லது மேல்நோக்கி வளைகிறதா?

4 · பகுப்பாய்வு

1. ஒரு முயற்சிக்கு, A = 0.05 m², d = 0.002 m (ஒவ்வொரு முயற்சியிலும் அதே) பயன்படுத்தி C = ε₀A/d கணக்கிட்டு, பின்னர் Q = CV மற்றும் U = ½CV² கணக்கிடுங்கள். மூன்றையும் அட்டவணையுடன் ஒப்பிடுங்கள்.
2. U = ½CV² பயன்படுத்தி, மின்னழுத்தத்தை இரட்டிப்பாக்குவது சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றலை இரட்டிப்பாக்காமல் ஏன் நான்கு மடங்காக்குகிறது — சேமிக்கப்பட்ட மின்சுமை வெறும் இரட்டிப்பாகும்போதும் — என்று விளக்குங்கள்.

5 · நீட்டிப்பு

1. மின்தேக்கம் C = ε₀A/d, நீங்கள் பயன்படுத்தும் மின்னழுத்தத்தை அல்லாமல், வெறுமனே தட்டுகளின் வடிவியலை சார்ந்தது. ஒரு இயற்பியல் ரீதியாக பெரிய மின்தேக்கி (பெரிய A அல்லது சிறிய d), அதே மின்னழுத்தத்தில் அதிக மின்சுமையை ஏன் சேமிக்க முடியும் என்று விளக்குங்கள்.
2. ஒரு மருத்துவ இதய மீட்பு கருவி, ஒரு மின்தேக்கியை உயர் மின்னழுத்தத்திற்கு ஏற்றி, பின்னர் ஒரு வினாடியின் பங்கில் நோயாளி வழியாக வெளியேற்றுகிறது. U = ½CV² பயன்படுத்தி, தேவையான ஆற்றலை விரைவாக வழங்க மருத்துவர்கள் உயர் மின்தேக்கத்தை அல்ல உயர் மின்னழுத்தத்தை ஏன் பயன்படுத்துகிறார்கள் என்று விளக்குங்கள்.

இந்த சோதனையின் பின்னணி இயற்பியல்

← சோதனைக்குத் திரும்பு

138 இலவச அச்சிடக்கூடிய இயற்பியல் ஆய்வகப் பணித்தாள்கள்