Fysik
Opgave om statisk elektricitet
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 #2
14. maj 2005 af T2005 (Slettet)
Svar #3
16. maj 2005 af T2005 (Slettet)
Mangler der nogle oplysninger eller noget? Hvis det er tilfældet, så sig til!
Svar #4
16. maj 2005 af Epsilon (Slettet)
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)
- 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 =)
Svar #7
17. maj 2005 af Epsilon (Slettet)
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)
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.
Svar #9
17. maj 2005 af Epsilon (Slettet)
//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.