విద్యుదయస్కాంతత్వం
వలయంలో ఒకే C
ఈ ప్లేట్ రేఖాగణితం వలయాలలోని RC చార్జింగ్ ప్రీసెట్లాగానే అదే C ఇస్తుంది — Q(t) చూడడానికి దాన్ని తెరవండి.
వలయంలో ఒకే C — ఇంటరాక్టివ్ విద్యుదయస్కాంతత్వం సిమ్యులేషన్. ఈ ప్లేట్ రేఖాగణితం వలయాలలోని RC చార్జింగ్ ప్రీసెట్లాగానే అదే C ఇస్తుంది — Q(t) చూడడానికి దాన్ని తెరవండి. ప్రత్యక్ష SI కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్తో కూడిన ఉచిత, బ్రౌజర్ ఆధారిత ఆభాసీ భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగశాల.
వలయాల్లో సంధారణత
ఈ ప్లేట్ రేఖాగణితం వలయాల్లోని RC చార్జింగ్ ప్రీసెట్లాగానే అదే C ఇస్తుంది — Q(t) చూడడానికి దాన్ని తెరవండి.
ఈ సమాంతర-ప్లేట్ రేఖాగణితం విస్తీర్ణం A, వేరుపాటు d లను C = ε₀A/d వలయాల్లోని RC చార్జింగ్ ప్రీసెట్తో సరిపోయేలా వాడుతుంది. ఓవర్లే స్కీమాటిక్ V–R–C శ్రేణిలో లెక్కించిన µF విలువను చూపుతుంది. క్షేత్రం నిర్మాణం చూడడానికి ప్లే నొక్కండి; అనుసంధానిత వలయాల ప్రీసెట్లో అదే C కి Q(t) = CV(1 − e^(−t/RC)) చూడండి.
- C = ε₀A/d
- Q = CV
దర్యాప్తి సంక్షిప్త వివరణ
ల్యాబ్ తెరిచే ముందు ప్రశ్నను ప్లాన్ చేయండి
ఈ సంక్షిప్త సారాంశం ప్రీరెండర్ చేసిన పేజీని ప్రతిబింబిస్తుంది: ముఖ్య ప్రశ్న, పోటీ ఊహలు, చరరాశి పాత్రలు, నియంత్రక నియమాలు, సెటప్, విశ్లేషణ, విస్తరణ ప్రశ్నలు — ఇవే క్రమంలో కనిపిస్తూ ఉంటాయి.
ముఖ్య ప్రశ్న
rc-charging వలయ ప్రయోగం ఆదర్శీకృత 0.01 F సంధారకాన్ని ఉపయోగిస్తుంది. అంత సామర్థ్యంతో నిజమైన సమాంతర-ప్లేట్ సంధారకాన్ని నిర్మించడానికి శూన్యం కోసం అసాధ్యపు చిన్న ఖాళీ కావాలి — లేదా చాలా సన్నని డైఎలెక్ట్రిక్ పొరలను పేర్చాలి. మరిన్ని పొరలు చేర్చడం మొత్తం సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుందా లేక తగ్గిస్తుందా?
పరిగణించాల్సిన ఊహలు
- మరిన్ని పొరలు సామర్థ్యాన్ని తగ్గిస్తాయి.
- మరిన్ని పొరలు సామర్థ్యాన్ని పెంచుతాయి — ఇది సమాంతరంలో అనేక సంధారకాల ఆవేశ నిల్వను పేర్చడం లాంటిది.
- పొరల సంఖ్య సామర్థ్యాన్ని ప్రభావితం చేయదు, డైఎలెక్ట్రిక్ పదార్థం మాత్రమే చేస్తుంది.
చరరాశి పాత్రలు
మీరు సెట్ చేసేవి:
- పొరల సంఖ్య N
మీరు కొలిచేవి:
- సామర్థ్యం C (mF)
పరిశోధన ఎలా నడుస్తుంది
- plate-same-c-in-circuit ప్రీసెట్ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. ఈ సంధారకం rc-charging వలయ ప్రయోగపు అదే 0.01 F ను భౌతికంగా నిర్మించడానికి అధిక-k డైఎలెక్ట్రిక్ (εr = 1000) ను ఉపయోగిస్తుంది.
- సామర్థ్య రీడింగ్ను చేతనం చేయండి.
- ప్రతి ప్రయత్నానికి, ఇచ్చిన పొరల సంఖ్యను ఉపయోగించి (విస్తీర్ణం, వేరుపర్చు దూరం, εr ఈ ప్రయోగపు అసలు విలువల వద్దే స్థిరంగా ఉంచి) వచ్చే సామర్థ్యాన్ని లెక్కించండి.
పాలక సమీకరణం
బహుపొర సామర్థ్యం — C = ε₀A/d
ప్లేట్ల మధ్య N డైఎలెక్ట్రిక్ పొరలను ఇరుకునట్లు పేర్చడం ఒంటరి-పొర సామర్థ్యాన్ని N తో గుణిస్తుంది: C = ε₀εrAN/d. నిజమైన సంధారకాలు కాంపాక్ట్ పరిమాణంలో పెద్ద సామర్థ్య విలువలను ఇలానే చేరుకుంటాయి.
ముద్రించగల కార్యపత్రకం విద్యార్థులను ఏమి కనుగొనమంటుంది
- ఒక ప్రయత్నానికి, ε₀ = 8.854×10⁻¹² F/m, εr = 1000, A = 0.01 m², d ≈ 8.854 µm (ఈ ప్రయోగపు స్థిర వేరుపర్చు దూరం) ఉపయోగించి C = ε₀εrAN/d లెక్కించండి. పట్టికతో పోల్చండి. N = 1000 అనుబంధిత వలయపు 0.01 F ను ఖచ్చితంగా పునఃసృష్టిస్తుందని నిర్ధారించండి.
- డైఎలెక్ట్రిక్ పొరలను ఒకదానికొకటి మధ్య ఇరుకునట్లు పేర్చడం (నిజమైన మల్టీలేయర్ సిరామిక్ సంధారకం లాగా) ప్రభావవంతమైన సామర్థ్యాన్ని ఎలా గుణిస్తుందో వివరించండి — సమాంతరంలో సంధారకాలను పేర్చడం వలెనే.
ల్యాబ్కు మించి ఇది ఎక్కడ కనిపిస్తుంది
- నిజమైన 0.01 F ('10,000 µF') సంధారకాలు చేతిలో పట్టుకోగలిగే కాంపాక్ట్ భాగాలుగా ఉనికిలో ఉన్నాయి, సరిగ్గా ఈ ట్రిక్ వల్లనే: పెద్ద ప్రభావవంతమైన ప్లేట్ విస్తీర్ణాల మధ్య అత్యంత సన్నని, బిగిగా చుట్టబడిన లేదా పేర్చబడిన అధిక-ప్రవేశ్యత డైఎలెక్ట్రిక్ పొరలు. అమాయకమైన ఒంటరి-పొర శూన్య-ఖాళీ రూపకల్పన చిన్న ప్యాకేజీలో ఇది ఎప్పుడూ సాధించలేదో వివరించండి.
- ఈ సంధారకపు వోల్టేజ్ rc-charging వలయ ప్రయోగపు బ్యాటరీ EMF కు ఖచ్చితంగా సరిపోయేలా సెట్ చేయబడింది. సంధారకాలను బోధించేటప్పుడు ఒకే సంఖ్యాత్మక సామర్థ్యాన్ని రెండు విభిన్న మార్గాల్లో చూపడం — ఆదర్శీకృత వలయ చిహ్నంగా, భౌతికంగా నిర్మించదగిన మల్టీలేయర్ పరికరంగా — ఎందుకు ఉపయోగకరం కావచ్చు?
- AP Physics 2 — Unit 10: Electric Force, Field, and Potential
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 10: Conductors and Capacitors
- IB Physics — D.2 Electric and magnetic fields
- General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
- NGSS High School Physics — Energy in particle motion and fields
- Plate Same C In Circuit కు స్వాగతం
- సంధారకం ఎంచుకోండి
- ప్లే నొక్కండి
- వలయంలో సంధారణత
- లక్షణాల ప్యానెల్ తెరవండి
- మీరు సాధించారు!
దృశ్యం నిర్మించడానికి, ప్లే నొక్కడానికి, ప్రత్యక్ష కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్తో అన్వేషించడానికి ఇంటరాక్టివ్ సిమ్యులేషన్ తెరవండి.