آزمایشگاه آزاد؛ بدون نیاز به ورود
هم‌پتانسیل‌ها؛ نقطه‌های هم‌ولتاژ دور بار
نقطه‌های هم‌فاصله از یک بار نقطه‌ای، ولتاژ یکسانی دارن. بار و فاصله رو تغییر بده تا ببینی ولتاژ در یک فاصله چطور عوض می‌شه.
آزمایش رو شروع کنبا بار ۲ میکروکولن و فاصلهٔ ۲ متر شروع کن؛ ولتاژ ۸۹۹۰ ولت می‌شه و اختلاف ولتاژ تا نقطهٔ نصف‌فاصله هم ۸۹۹۰ ولته.
آزمایشگاه در حال آماده شدنه…
حالا خودت امتحان کن
هر بار فقط یک چیز رو تغییر بده تا اثرش رو ببینی. قبل از اجرا، نتیجه رو حدس بزن.
فاصله رو دو برابر کن
بار رو روی ۲ میکروکولن بذار؛ فاصله رو یک بار ۱ متر و بعد ۲ متر انتخاب کن و هر دو خروجی رو بخون.
حدست چیه؟ وقتی فاصله دو برابر می‌شه، ولتاژ نصف می‌شه یا همون می‌مونه؟
توضیح نتیجه رو ببین
ولتاژ از ۱۷۹۸۰ ولت در فاصلهٔ ۱ متر به ۸۹۹۰ ولت در ۲ متر می‌رسه. خروجی اختلاف ولتاژ هم در این دو حالت همین عددها رو نشون می‌ده.
بار رو چهار برابر کن
فاصله رو روی ۲ متر ثابت بذار. بار رو اول ۱ و بعد ۴ میکروکولن کن و تغییر ولتاژ رو مقایسه کن.
حدست چیه؟ با چهار برابر شدن بار و ثابت موندن فاصله، ولتاژ چند برابر می‌شه؟
توضیح نتیجه رو ببین
ولتاژ از ۴۴۹۵ به ۱۷۹۸۰ ولت می‌رسه؛ یعنی در این مدل با چهار برابر شدن بار، ولتاژ هم چهار برابر می‌شه.
بار و فاصله رو با هم عوض کن
خروجی بار ۲ میکروکولن و فاصلهٔ ۲ متر رو یادداشت کن. بعد هر دو رو دو برابر کن: بار ۴ میکروکولن و فاصلهٔ ۴ متر.
حدست چیه؟ اگر بار و فاصله هر دو دو برابر بشن، ولتاژ عوض می‌شه؟
توضیح نتیجه رو ببین
در هر دو حالت ولتاژ ۸۹۹۰ ولته. چون بار و فاصله با هم و به یک نسبت زیاد شدن، نسبتشون ثابت مونده و عدد ولتاژ هم عوض نشده.
پشت این حرکت چه خبره؟
ولتاژ به بار و فاصله بستگی داره
V = k*q/r; q_C = q_uC*10^-6
برای یک بار نقطه‌ای مثبت در خلأ، ولتاژ از بار تقسیم بر فاصله به دست می‌آد. این مدل بار رو با میکروکولن می‌گیره و پیش از محاسبه به کولن تبدیل می‌کنه؛ خروجی برحسب ولته.
هم‌پتانسیل یعنی ولتاژ برابر
همهٔ نقطه‌هایی که فاصلهٔ یکسانی از یک بار نقطه‌ای دارن، پتانسیل الکتریکی یکسانی دارن. در نمای دوبعدی، این نقطه‌ها روی دایره‌های هم‌مرکز دیده می‌شن؛ در فضای سه‌بعدی شکلشون کره‌های هم‌مرکزه.
اختلاف ولتاژ بین دو فاصله
deltaV = V(r/2) - V(r)
خروجی دوم، پتانسیل در نصف فاصلهٔ انتخاب‌شده منهای پتانسیل در خود اون فاصله‌ست. چون این مدل برای نصف فاصله ولتاژ دو برابر می‌سازه، اختلاف ولتاژ با خروجی اول برابر می‌شه.
سؤالت رو بپرس، جوابش رو هم ببین
وقتی توی چت دربارهٔ یک مفهوم درس می‌خونی، دستیار هوش مصنوعی می‌تونه شبیه‌سازی مرتبط رو کنار توضیحش نشون بده. پارامترها رو تغییر می‌دی و با کمک توضیح بعدی، نتیجه رو بهتر می‌فهمی.
شروع یادگیری با چتبرای ادامه در چت، وارد مسیر شروع و ورود می‌شی. نتیجهٔ این آزمایش به چت منتقل نمی‌شه.
نمونهٔ نمایشی از آموزش در چت
چرا اگر از بار نقطه‌ای دورتر بشیم، ولتاژ کمتر می‌شه؟
در این مدل، ولتاژ با فاصله نسبت عکس داره. پس وقتی فاصله دو برابر می‌شه، ولتاژ نصف می‌شه. این رابطه برای بار نقطه‌ای در خلأه و شکل هم‌پتانسیل‌ها رو می‌شه به صورت دایره در دو بعد یا کره در سه بعد تصور کرد.
سؤال‌های رایج
سطح هم‌پتانسیل یعنی چی؟
سطحی که همهٔ نقطه‌هاش پتانسیل الکتریکی یکسانی دارن. دور یک بار نقطه‌ای، این سطح‌ها در سه بعد کره‌های هم‌مرکزن.
چرا دو برابر شدن فاصله ولتاژ رو نصف می‌کنه؟
برای یک بار نقطه‌ای ثابت، ولتاژ با فاصله نسبت عکس داره؛ پس اگر فاصله دو برابر بشه، ولتاژ نصف می‌شه.
عدد اختلاف ولتاژ دوم بین کدوم دو نقطه‌ست؟
این مدل پتانسیل در نصف فاصلهٔ انتخابی رو با پتانسیل در خود همون فاصله مقایسه می‌کنه و دومی رو از اولی کم می‌کنه.
اگر پتانسیل دو نقطه برابر باشه، میدانشون هم حتماً برابره؟
نه لزوماً. برابر بودن پتانسیل یعنی انرژی پتانسیلِ هر واحد بار در اون دو نقطه برابره؛ میدان به چگونگی تغییر پتانسیل در اطراف هر نقطه هم بستگی داره و جهتش می‌تونه فرق کنه.
این ولتاژها اندازه‌گیری واقعی‌ان؟
نه، نتیجهٔ یک مدل ساده‌ان که یک بار نقطه‌ای مثبت در خلأ رو فرض می‌کنه. جسم واقعی شکل و اندازه داره و مواد اطرافش هم روی میدان اثر می‌ذارن.