Huono otsikko, mutta kysymykseni on siis tämä (pysytään lukiofysiikan tasolla):
jos mulla on varattu kondensaattori (levyjen välillä on sähkökenttä E) ja laitan siihen väliin eristelevyn, joka on puolet kondensaattorilevyjen välisestä välimatkasta, niin minkä takia sähkökenttä on edelleen sama eristelevyn ulkopuolella? Voiko tämän perustella jotenkin U = Ed -kaavaa soveltaen?
Miksi eriste ei muuta kondensaattorin sähkökenttää
7
1513
Vastaukset
- selittäjä
Sähkökentän voimakkuus= Jännite/ voimaviivojen pituus.
Ilmavälin dielektrisyysvakio = 1 ja eristelevyn huomattavasti suurempi.
Sähkökentän voimakkuus kasvaa, kun tuo ilmavälin osuus pienenee. Toisaalta eristelevyn lisäys kasvattaa kapasitanssia, jolloin levyjen välillä olevan varauksen jännite pienenee pienentäen sähkökentän voimakkuutta. Lopputulema on se, että sähkökentän voimakkuus pysyy samana. - arvelenpa.vain
Voi tuon ajatella niinkin, että kondensaattorin levyjen väliin asetetaan kolmas levy puoliväliin. Kummankin muodostuneen sarjaankytketyn kondensaattorin kapasitanssi on kaksinkertainen verrattuna alkuperäiseen kondensaattoriin. Toisen kondensaattorin voi vaikka oikosulkea ilman että se näkyy toisen kondensaattorin sähkökentässä.
- ÄlyEiRiitä
Tässä ketjussa kai sivutaan ilmiötä nimeltään kapasitanssi. Käytännön tasolla voi jotenkuten hahmotella kapasitanssin, mutta millainen on negatiivinen kapasitanssi.
http://etn.fi/index.php/13-news/9049-negatiivinen-kapasitanssi-osoitettiin-kokeellisesti
Näitä saa jonkun hetken pähkäillä, hyvä jos sittenkään tajuaa. @dkffpsalasgasgas ,
Jos ymmärsin kysymyksen oikein, niin voinet ajatella asian seuraavasti:
Ilman eristelevyä kokonais-sähkökenttä on:
E(ilman eristettä) = E(kondensaattorin ulkopuolella) E(kondensaattorin sisällä)
Kun sitten lisätään eristelevy, niin kokonais-sähkökenttä on:
E(eristeen kanssa) = E(kondensaattorin ulkopuolella) E(kondensaattorin sisällä eristeen kanssa)
Kuten huomaat, on molemmissa yhtälöissä yhtäsuuruusmerkin oikealla puolella sama
termi, eli: E(kondensaattorin ulkopuolella), eli ulkopuolinen kenttä on sama molemmissa
tilanteissa. Ehkä tämä oli hieman kömpelö vastaus mutta koska sähkökenttä on additiivinen suure, niin voit aina jakaa sen osa-alueisiin tällä tavalla.- ees-ja-taas
Kun kenttien suuruuksia miettii niin pitää muistaa, että eristelevyn laittaminen levyjen väliin vähentää systeemin varastoitunutta energiamäärää. Levyjen sähkövarauksen Q säilyessä muuttumattomana levyjen välinen jännite U on kääntäen verrannollinen levyjen väliseen kapasitanssiin C nähden. Eli siis
U = Q/C
Systeemin energia W sen sijaan on verrannollinen kapasitanssin ja jännitteen neliön tuloon eli
W = 0.5*C*U^2
Kun tuon edellisen huomioi niin
W = 0.5*(Q^2)/C
missä varaus Q on vakio. Kapasitanssin kasvattaminen työntämällä dielektrinen levy metallilevyjen väliin vähentää systeemin energiamäärää. Kun dielektrisen levyn tuo kondensaattorilevyjen lähelle siihen kohdistuu voima, joka vetää dielektristä levyä paikalleen. Levy tekee mekaanista työtä joka kuluttaa systeemin energiaa.
Ei siis ole mikään ihme, että sähkökentän voimakkuus dielektrisen levyn ulkopuolella ei kasva.
Jos levyjen välillä olisi ulkopuolisen jännitelähteen avulla tuotettu vakiojännite eli U vakio niin silloin kapasitanssin C kasvattaminen lisäisi systeemin energian määrää. Dielektrisen levyn työntäminen paikalleen vaatisi nyt työn tekemistä ja sen ulkopuolella levyjen välissä sähkökenttä voimistuisi.- huomiottajäänyt
Tuossa viimeisessä kappaleessa ei ole huomioitu sitä työtä, jonka levyihin lisää varausta tuova sähkövirta tekee. Kun levyjen väliin tuodaan vakiojännitteessä eristelevy niin lisääntyneen kapasitanssin vuoksi levyihin kertyy lisää energiaa jännitelähteestä. Myös se tekee työtä ja pitää huomioida kun yrittää miettiä mihin suuntaan eristelevyyn kohdistuu voimia eli solahtaako levy itsekseen paikalleen vai pitääkö se työntää paikalleen.
Mars takaisin laskemaan...
- FysiikanOpe
Eriste nimenomaan muuttaa kondensaattorin sähkökenttää. Siksi sinne levyjen väliin laitetaan se eriste, joka dielektrisyyskertoimen omaavana aineena ( kaikilla aineilla omansa ) pyrkii estämään sähkövarauksen l. elektronien siirtymistä levyltä toiselle täten pyrkien pitämään mahdollisimman pitkän aikaan ( vaan ei loputtomiin ) sähkövarauksen "muuttumattomana".
Kysy vaikka lukiosi fysiikan opettajalta.
Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.
Luetuimmat keskustelut
Heikki Silvennoinen petti vaimoaan vuosien ajan
Viiden lapsen isä Heikki kehuu kirjassaan kuinka paljon on pettänyt vaimoaan vuosien varrella.2474082Miksi ihmeessä nainen seurustelit kanssani joskus
Olin ruma silloin ja nykyisin vielä rumempi En voi kuin miettiä että miksi Olitko vain rikki edellisestä suhteesta ja ha282358- 242141
Persut nimittivät kummeli-hahmon valtiosihteeriksi!
Persujen riveistä löytyi taas uusi törkyturpa valtiosihteeriksi! Jutun perusteella järjenjuoksu on kuin sketsihahmolla.932066Onko ministeri Juuso epäkelpo ministerin tehtäviensä hoitamiseen?
Eikö hänellä ole kompetenttia hoitaa sosiaali- ja terveysministetin toimialalle kuuluvia ministerin tehtäviä?971725Sakarjan kirjan 6. luku
Jolla korva on, se kuulkoon. Sain profetian 22.4.2023. Sen sisältö oli seuraava: Suomeen tulee nälänhätä niin, että se251414- 121348
Avaa sydämesi mulle
❤ ❤❤ Tahdon pelkkää hyvää sulle Sillä ilmeisesti puhumalla Avoimesti välillämme Kaikki taas selviää Kerro kaikki, tahdo361317Kenen etua Stubb ajaa Euroopassa ilmoittaessaan olevansa enemmän Ruotsalainen
Tasavallan presidentti Alexander Stubb kertoi ensimmäisellä valtiovierailullaan Ruotsissa, että hän ei ole koskaan tunte3091272Elia tulee vielä
Johannes Kastaja oli Elia, mutta Jeesus sanoi, että Elia tulee vielä. Malakian kirjan profetia Eliasta toteutuu kokonaan351227