"Конденсаторлар" тақырыбы бойынша жаңа материалды компьютерлік модельді қолдана отырып түсіндіру. Сабақтың мақсаты
«Circuits» бөлімінен «3 in Series» ұяшығын таңдаңыз
жүктеу/скачать 0,9 Mb.
|
6 лабка Диана
null (1)
| 3.2. «Circuits» бөлімінен «3 in Series» ұяшығын таңдаңыз(8-сурет).Таңдалған үш конденсатордың сыйымдылығын орнатыңыз. Вольтметрдің көмегімен батарея кернеуін таңдаңыз.
Вольтметрдің көмегімен үш конденсатор астарларындағы кернеуді өлшеңіз: , және . Электр өрісін өлшеуіштің көмегімен конденсатор астарларындағы электр өрісінің кернеулігін , және өлшеңіз. Курсордың көмегімен Жалпы электр сыйымдылығы, Жинақталған зарядтың және Жинақталған энергияның ұяшықтарын таңдап, мәнін экранға шығарыңыз (8-сурет). Конденсатор астарларында зарядтардың таралуын және конденсаторлардың электр өрісін көрнекі түрде көрсету үшін курсордың көмегімен "Пластиналардың заряды"және"Электр өрісінің күш сызықтары"ұяшықтарын таңдаңыз (8-суретті қараңыз). Оқушы жүргізетін өлшеулермен есептеулерді модель ұсынған мәндермен салыстырыңыз. 1. Конденсаторларды тізбектей жалғаған кезде батареядағы кернеу конденсаторлардағы кернеу жиынтығына тең . Конденсаторларды тізбектей жалғаған кезде, тізбектің жалпы сыйымдылығының мәнін төмендегі формула бойынша есептеңіз . (16) Үш конденсаторды тізбектей жалғаған кездегі есептелген электр сыйымдылығының мәнін, модель ұсынған жалпы электр сыйымдылығы мәнімен салыстырыңыз. 8-сурет.Capacitor Lab интерактивті симуляциясы, «Бірнеше конденсаторлар», «Circuits»:«3 in Series» моделі 2. Конденсаторларды тізбектей жалғаған кезде конденсаторлар астарларындағы заряд бірдей. Демек, конденсаторлар астарларындағы заряд мынаған тең . (17) Зарядтың есептелген мәнін модель ұсынған Жинақталған заряд мәнімен салыстырыңыз.Модельдің көмегімен, сондай-ақ төменде көрсетілген заңдылықтың тексеріңіз . Бұларды ескере отырып, төмендегі формуланы аламыз , . Бұл формулаларды модельдің көмегімен тексереміз. 3. Үш конденсатордың энергиясы былай анықталады: . (18) Конденсатор астарларындағы электр сыйымдылығын анықтау, астарлардағы зарядтардың теңдігін ескере отырып, конденсатор энергиясы үшін келесі өрнекті алуға болады . (19) (1) теңдікті ескере отырып конденсаторлардың энергиясы үшін келесі өрнекті аламыз . (20) Конденсаторларды тізбектей қосу кезіндегі сыйымдылықты ескерсек, онда конденсатор энергиясы үшін өрнекті төмендегідей жазуға болады . (21) (18 -21) формулалар бойынша есептелген энергия мәндерінің бір-бірімен сәйкес келетінін көрсетіңіз. Алынған мәндерді модель ұсынған Жинақталған энергия мәндерімен салыстырыңыз. 4. Конденсатордың өріс кернеулігі формуласымен анықталады. Конденсатор сыйымдылығы конденсатор астарлары арасындағы қашықтыққа кері пропорционал. Демек, тізбектей жалғанған екі түрлі конденсатордың және электр өрісі кернеулігінің мәні (тек шамасы өзгереді) келесі формуламен байланысты . Осылайша, тізбектей қосылған конденсаторлар үшін мына теңдікті аламыз , Теңдікті тексеріңіз. Берілген теңдікті (1) формула көмегімен алуға болады. Модельде сыйымдылықтың өзгеруі конденсаторлар арасындағы қашықтықтың өзгеруіне ғана байланысты екенін ескеру қажет. 5. Конденсатор астарларындағы зарядтың жалпы кернеуге тәуелділік графигін тұрғызыңыз (батарея кернеуі). Графикті пайдаланып, тізбектей жалғанған үш конденсатордың электрсыйымдылығы мәнін есептеңіз, оны (16) формула бойынша есептеген мәнмен және модель ұсынған мәнмен салыстырыңыз. 6. Конденсатор энергиясының тізбектей жалғанған үш конденсатор жүйесі үшін тұрақты сыйымдылық кезіндегі кернеуге тәуелділік графигін тұрғызыңыз. Графикті пайдаланып, тізбектей жалғанған үш конденсатор үшін электрсыйымдылығын табыңыз және оны (16) формула бойынша есептеген мәнмен және модель ұсынған мәнмен салыстырыңыз. 7. конденсатор энергиясының үш тізбектей жалғанған конденсаторлар жүйесіндегі тұрақты сыйымдылық кезіндегі батарея кернеуіне тәуелділік графигін тұрғызыңыз. Графикті пайдаланып, конденсатор астарларындағы зарядты табыңыз, шыққан мәнді (17) формула бойынша алынған мәнмен және модель ұсынған мәнмен салыстырыңыз. 8. конденсатор энергиясының батарея кернеуінің тұрақты кезіндегі конденсаторлардың жалпы кері сыйымдылығының (1/С) шамасына тәуелділік графигін тұрғызыңыз. Графикті пайдаланып, конденсатор астарларындағы зарядты табыңыз, шыққан мәнді (17) формула бойынша алынған мәнмен және модель ұсынған мәнмен салыстырыңыз. жүктеу/скачать 0,9 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|