Paralel Plakalı Kondansatör: Şarj ve Enerji Depolama

1 · Tahmin Et

Bir parallel-plate kapasitörünün sabit bir geometrisi (alan ve boşluk) vardır. Üzerindeki gerilimı arttırırsanız, depolanan enerji doğru orantılı olarak mı yoksa daha hızlı mı artar?

• Depolanan enerji gerilimdan daha hızlı büyür; gerilimın karesine bağlıdır.
• Depolanan enerji gerilimla doğru orantılıdır.
• Depolanan enerji gerilima bağlı değildir.

2 · Kurulum

1. parallel-plates ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Plaka alanı = 0.05 m², ayrımı = 2 mm.
2. Şarjı ve depolanan enerji okumalarını etkinleştirin.
3. Her deneme için plaka gerilimını ayarlayın ve depolanan şarjı ve enerjiyi kaydedin.

3 · Veri Toplayın

Üç deneyiniz için depolanan enerji U'yu (y ekseni) gerilim V'ye (x ekseni) göre çizin. Eğri düz mü yoksa yukarı doğru mu kıvrılıyor?

4 · Analiz et

1. Bir deneme için, A = 0.05 m², d = 0.002 m (her denemede aynı) kullanarak C = ε₀A/d'yi hesaplayın, ardından Q = CV ve U = ½CV². Üçünü de tabloyla karşılaştırın.
2. U = ½CV², kullanarak gerilimı iki katına çıkarmanın, depolanan şarj yalnızca iki katına çıkmasına rağmen neden depolanan enerjiyi iki katına çıkarmak yerine dört katına çıkardığını açıklayın.

5 · Uzat

1. C = ε₀A/d kapasitansı uyguladığınız gerilima değil yalnızca plakaların geometrisine bağlıdır. Fiziksel olarak daha büyük bir kapasitörün (daha büyük A veya daha küçük d) aynı gerilimda neden daha fazla yük depolayabildiğini açıklayın.
2. Tıbbi bir defibrilatör, bir kapasitörü yüksek gerilimla şarj eder ve ardından bunu hasta üzerinden saniyeden çok daha kısa bir sürede boşaltır. U = ½CV²,'yi kullanarak doktorların ihtiyaç duyulan enerjiyi hızlı bir şekilde sağlamak için neden yüksek kapasitans yerine yüksek gerilim kullandıklarını açıklayın.

Bu Deneyin Arkasındaki Fizik

← Deneye geri dön