Fysik

Opgave om statisk elektricitet

09. maj 2005 af T2005 (Slettet)
Hej, jeg har lige et spørgsmål til en opgave om statisk elektricitet som jeg håber nogen kan svare på :)

Det handler om en dreng der tager sin trøje af. Drengen er isoleret fra omgivelserne, og opnår en spændingsforskel, U, i forhold til omgivelserne.

Så drengen kan opfattes som den ene plade af en kapacitor, hvor omgivelserne (jorden) udgør den anden plade.

Man skal så bestemme kapacitansen af "personkapacitoren" og spændingsforskellen U, mellem omgivelserne og drengen.

Drengen rører en pol på et voltmeter, som er parallelforbundet med personkapacitoren, og det viser 407 V. Voltmeteret virker også som en kapacitor med kapacitansen 1,0 nF.

Man har i det første spørgsmål bestemt størrelsen af trøjens elektriske energi, som vi kan kalde Q. Og drengen og trøjen har samme størrelse elektriske ladning, men med modsat fortegn.

Men mit spørgsmål er så:

Kapacitansen C1, over personkapacitoren må kunne bestemmes ud fra (C1+1,0 nF) * 407V = Q (fra trøjen) eller er det forkert? :)

Og vil spændingsfaldet U, da kunne bestemmes ved at bestemme ladningen som er blevet "overført" til voltmeterets kapacitor, trukket fra trøjens ladning (1,00 nF * 407V trukket fra Q (fra trøjen)), og indsætte denne ladning, Q1, i C1 * U = Q1, hvor C1 er fundet tidligere?

"Problemet" er bare at det giver 407V =) Så virker som om jeg gør en fejl et sted.

Håber nogen vil svare på mit spørgsmål.

Svar #1
10. maj 2005 af T2005 (Slettet)

Ingen der kan hjælpe?

Svar #2
14. maj 2005 af T2005 (Slettet)

der må da være nogen der kan fortælle mig om det er helt forkert det jeg laver ? :)

Svar #3
16. maj 2005 af T2005 (Slettet)

Det kunne altså være rigtig rart hvis nogen gad svare..

Mangler der nogle oplysninger eller noget? Hvis det er tilfældet, så sig til!

Brugbart svar (0)

Svar #4
16. maj 2005 af Epsilon (Slettet)

Det er korrekt, at den ækvivalente kapacitans af to parallelkoblede kapacitorer C1, C2 er summen af kapacitanserne. Derfor er dette

Q = (C1 + 1,0nF)*(407V)

korrekt, idet spændingsfaldet over begge kapacitorer er ens (parallelforbindelse).

Ladningen Q er den samlede ladning. Vi har ladningerne

Q1 = C1*U ('personkapacitoren')
Q2 = C2*U ('voltmeterkapacitoren')

Så vidt jeg forstår dit første indlæg, er Q1 (trøjens ladning) kendt fra første spørgsmål. Kapacitansen af personkapacitoren er så

C1 = Q1/U

I modsat fald, hvis det er den samlede ladning Q, som er kendt fra første spørgsmål, har vi

Q = Q1 + Q2 <=>
Q1 = Q - Q2 = Q - C2*U = C1*U <=>
C1 = Q/U - C2

Giver det noget fornuftigt?

//Singularity

Svar #5
17. maj 2005 af T2005 (Slettet)

Til det første spørgsmål står der: Som en del af et fysikeksperiment tager en dreng sin trøje af. Han lægger den på den ene plade af en uladet kapacitor, hvis anden plade er forbundet til jord. Trøjens ladning overføres til kapacitoren, som herved oplades til 390 V. Kapacitorens kapacitans er 1,2 nF.

- Herfra findes ladningen så ved CU=Q, og så må det være den samlede ladning, hvor Q = Q1 + Q2


Ang. spændingsforskellen U over personkapacitoren, hvad med den? Er den bare 407 V så ?

Svar #6
17. maj 2005 af T2005 (Slettet)

? :)

Ville gerne have svaret i dag, inden fysik eksamen i morgen =)

Brugbart svar (0)

Svar #7
17. maj 2005 af Epsilon (Slettet)

#5: Hvis du i det første spørgsmål bliver bedt om at bestemme ladningen på hver af kapacitorpladerne, så er den

Q = C*U = (1.2nF)*(390V) = 468nC ~ 4.7*10^2 nC

Hvordan lyder opgaveformuleringen helt præcis herfra (også andet spørgsmål)?

//Singularity

Svar #8
17. maj 2005 af T2005 (Slettet)

det der står i opgaven før spørgsmål a) er hvad jeg skrev, og

a) Beregn størrelsen af trøjens elektriske ladning

Herefter står der:
Under eksperimentet er drengen elektrisk isoleret fra omgivelserne, hvorfor han og trøjen får elektriske ladninger af samme størrelse, men med modsatte fortegn. Drengen opnår herved spændingsforskellen U i forhold til omgivelserne. Elektrisk set kan drengen opfattes som den ene plade af en kapacitor, hvor omgivelserne (jord) udgør den anden plade. Når drengen har taget trøjen af, er spændingsforskellen over denne "personkapacitor" altså U.

For at måle spændingsforskellen U berører drengen den ene pol på et voltmeter, som derpå viser 407 V. Voltmetret virker som en kapacitor, der som antydet på figuren er parallelforbundet med "personkapacitoren". Voltmetret har kapacitansen 1,0 nF

b) Bestem kapacitansen af "personkapacitoren" og spændingsforskellen U.

Brugbart svar (0)

Svar #9
17. maj 2005 af Epsilon (Slettet)

#8: Det er nok vanskeligt at besvare spørgsmål b) bedre end i #4 uden kendskab til en figur, hvorpå kredsløbet er skitseret. Hvis du har en sådan ved hånden eller en rimelig skitse deraf, så upload den og angiv et link til figuren herinde. Så er der væsentligt mindre risiko for, at vi fejltolker problemet.

//Singularity

Skriv et svar til: Opgave om statisk elektricitet

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.