Điện từ học

Cùng điện dung C trong mạch

Hình học bản này cho cùng điện dung C như mẫu nạp điện RC trong mục Mạch điện — mở nó để xem Q(t).

Cùng điện dung C trong mạch — mô phỏng Điện từ học tương tác. Hình học bản này cho cùng điện dung C như mẫu nạp điện RC trong mục Mạch điện — mở nó để xem Q(t). Phòng thí nghiệm vật lý ảo miễn phí trên trình duyệt với phép đo SI trực tiếp và hướng dẫn từng bước.

Điện dung trong mạch

Hình học bản này cho cùng C với preset nạp điện RC trong Mạch điện — mở để xem Q(t).

Hình học bản này cho cùng C với preset nạp điện RC trong Mạch điện — mở để xem Q(t).

• C = ε₀A/d
• Q = CV

Tóm tắt điều tra

Lập kế hoạch câu hỏi trước khi bạn mở phòng thí nghiệm

Bản tóm tắt phản ánh trang được kết xuất trước: câu hỏi dẫn dắt, các dự đoán cạnh tranh, vai trò của biến, các định luật chi phối, phần thiết lập và các gợi ý phân tích, mở rộng vẫn hiển thị theo thứ tự này.

Câu hỏi lái xe

Thí nghiệm mạch sạc RC sử dụng tụ điện 0,01 F lý tưởng hóa. Việc chế tạo một tụ điện dạng tấm song song thực sự có điện dung lớn như vậy sẽ cần một khe hở cực nhỏ cho chân không - trừ khi bạn xếp chồng nhiều lớp điện môi mỏng. Việc thêm nhiều lớp có làm tăng hay giảm tổng điện dung không?

Dự đoán cân nặng

• Nhiều lớp hơn làm giảm điện dung.
• Nhiều lớp hơn sẽ tăng điện dung - giống như xếp song song lượng điện tích lưu trữ của nhiều tụ điện.
• Số lượng lớp không ảnh hưởng đến điện dung, chỉ có vật liệu điện môi mới có.

Vai trò thay đổi

Những gì bạn đặt:

• Số lớp N

Những gì bạn đo lường:

• Điện dung C (mF)

Cuộc điều tra diễn ra như thế nào

1. Mở cài đặt trước plate-same-c-in-circuit và nhấn Reset. Tụ điện này sử dụng chất điện môi k-cao (εr = 1000) để nhận biết về mặt vật lý 0.01 F tương tự như thí nghiệm mạch rc-charging.
2. Kích hoạt tính năng đọc điện dung.
3. Đối với mỗi lần thử, hãy sử dụng số lượng lớp đã cho (diện tích, khoảng cách và εr được giữ cố định ở các giá trị thực tế của lần thử này) để tính điện dung thu được.

phương trình điều khiển

Điện dung đa lớp — C = ε₀A/d

Việc xen kẽ N lớp điện môi giữa các bản sẽ nhân điện dung của một lớp với N: C = ε₀εrAN/d. Đây là cách các tụ điện thực tế đạt được giá trị điện dung lớn trong kích thước nhỏ gọn.

Bảng tính có thể in được yêu cầu học sinh làm gì

• Đối với một lần thử, hãy tính C = ε₀εrAN/d bằng cách sử dụng ε₀ = 8.854×10⁻¹² F/m, εr = 1000 , A = 0.01 m², d ≈ 8.854 µm (sự phân tách cố định của lần thử này). So sánh với bảng. Xác nhận rằng N = 1000 tái tạo chính xác 0.01 F của mạch được liên kết.
• Giải thích tại sao việc ghép nhiều lớp điện môi hơn (như tụ gốm nhiều lớp thực sự) sẽ nhân điện dung hiệu dụng lên, giống như cách xếp các tụ điện song song.

Nơi điều này xuất hiện bên ngoài phòng thí nghiệm

• Các tụ điện thực 0,01 F ('10.000 µF') tồn tại dưới dạng các bộ phận nhỏ gọn mà bạn có thể cầm trên tay, nhờ vào thủ thuật này: các lớp điện môi có độ thấm cao cực kỳ mỏng, được cuộn chặt hoặc xếp chồng lên nhau giữa các diện tích bản cực lớn. Giải thích tại sao thiết kế khe hở chân không một lớp đơn giản không bao giờ có thể đạt được điều này trong một gói nhỏ.
• Điện áp của tụ điện này được thiết lập để khớp chính xác với EMF của pin trong thử nghiệm mạch sạc RC. Tại sao nó có thể hữu ích, khi dạy về tụ điện, để hiển thị cùng một điện dung số được chế tạo theo hai cách khác nhau - như một ký hiệu mạch lý tưởng hóa và như một thiết bị đa lớp có thể thực hiện được về mặt vật lý?

• 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

1. Chào mừng đến bản có cùng C trong mạch
2. Chọn tụ điện
3. Nhấn Phát
4. Điện dung trong một mạch
5. Mở Trình kiểm tra
6. Hoàn thành!

Mở mô phỏng tương tác để xây dựng hoạt cảnh, nhấn Chạy và khám phá với các phép đo trực tiếp và bài hướng dẫn.

Mở phòng thí nghiệm tương tác →

Tải tài liệu thí nghiệm →

Điện Dung