Keresés


Toplista

Toplista
  • betöltés...

Magántanár kereső

Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!

Kondenzátorok

567
1. Mit jelent/mit ad meg a kondenzátorok kitöltő anyagának dielektromos állandója? (Ha már itt járunk, akkor mi az a dielektromos állandó?)
2. Mi történik, ha homogén mágneses térben vezetőkeretet forgatunk?

3. Mi történik, ha homogén mágneses térben vezetődarabot mozgatunk?
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
áram, mágnes, vizsga
0
Felsőoktatás / Fizika

Válaszok

2
1.
Mondjuk egy kondenzátor egyik lemeze pozitív töltésű, a másik negatív, közötte valamilyen kitöltő anyag van.
Ez a kitöltő anyag valamilyen szigetelő.
A szigetelők semlegesek, ugyanannyi pozitív és negatív töltés van bennük. De van bennük töltés: minden atomban van sok, csak ugyanannyi proton van, mint elektron. Ha elektromos erőtérbe rakjuk a szigetelőt. akkor az atomoknak a protonjai illetve elektronjai beállnak kicsit az erőtér irányába, vagyis a pozitív töltések a negatív oldal felé fordulnak, a negatívak pedig a pozitív felé. Ettől icipici dipólusok keletkeznek, hisz az atom pozitív és negatív töltéseinek a középpontja nem ugyanott lesz. Ennek a dipólusnak lesz tehát egy pici erőtere.
A sok pici dipólus ugyanabban az irányban áll, ezért az erőterek összeadódnak. Ez az erőtér ellenkező irányú, mint a kondenzátor nagy erőtere, vagyis a szigetelőben kialakuló erőtér csökkenti a lemezek közötti térerősséget:
`E=E_v/ε_r`
`E_v` az a térerősség, ami akkor lenne, ha nem lenne anyag a két lemez között
`ε_r` a szigetelő relatív dielektromos állandója
`E` a térerősség a szigetelővel a lemezek között.

Vagyis a térerősség a vákuumbeli térerősségnek valahányad része lesz csak. A dielektromos állandó azt adja meg, hogy hányadrésze lesz az erőtér, ha olyan anyagot rakunk a lemezek közé.

A kondenzátor feszültsége is lecsökken, ha szigetelőt rakunk a lemezek közé, hisz `U=E·d=(E_v·d)/ε_r=U_v/ε_r`
Ami azt jelenti, hogy a kondenzátor kapacitása megnő, hisz
`C=Q/U=Q/(U_v/ε_r)=ε_r·Q/U_v=ε_r·C_v`

Tehát a dielektromos állandó megadja, hogy hányszorosára nő a kondenzátor kapacitása a szigetelőtől.
0

3) Ez az egyszerűbb, aztán majd ebből kijön a végén a 2) is...

Ha a vezetődarab a mágneses erővonalakkal párhuzamosan mozog, akkor nem történik semmi. Csak akkor történik valami, ha a mozgás közben átmetszi az erővonalakat.
- Ha merőlegesen mozog a mágneses erőtérre, akkor a fém vezetőben lévő töltésekre (elektronokra) ekkora Lorentz erő hat: `F_m=q · (v × B)`, ahol `q` az elektron töltése, `v` a mozgás sebessége, `B` pedig a mágneses indukció (ami a térerősségre jellemző)
- Az erő miatt a fémben a töltések elmozdulnak, a pozitívak az egyik irányba, a negatívak a másikba (a vezető végei felé)
- Ez addig történik, amíg olyan sok töltés halmozódik fel a vezető két végén, hogy annak az elektromos erőtere miatti taszító erő kiegyenlíti a Lorentz erőt
- A töltések feszültséget jelentenek: a feszültség ekkora lesz: `U=B·ℓ·v`, ahol `ℓ` a vezető hossza.

2)
Ha forgatjuk a vezetőhuzalt, akkor nem mindig mozog merőlegesen az erővonalakra, vagy ha merőlegesen forgatjuk, akkor pedig a sebessége nem lesz állandó, hanem valamilyen szinuszos összefüggés szerint adódik. Ezért az indukált feszültség ennyi lesz: `U=B·ℓ·v·sin\ α`
Itt az α szög körbeforog, ettől váltakozó áram fog indukálódni.

Fémkeretet forgatunk (aminek oldalai mind `ℓ` hosszúak). A keretnek van olyan két szemközti oldala, amik sosem metszik az erővonalakat, azok nem járulnak hozzá az indukált feszültséghez. Az azokra merőleges két szemközti oldal metszi, azokra igaz a fenti képlet. Együtt a hatásuk összeadódik: `U=2·B·ℓ·v·sin\ α`
0