آزمایشگاه آزاد؛ بدون نیاز به ورود
خازن تخت: فاصله‌ی صفحه‌ها چه‌طور ظرفیت رو عوض می‌کنه؟
دو صفحه‌ی روبه‌روی هم بار رو ذخیره می‌کنن. اگر فاصله‌ی میان صفحه‌ها دو برابر بشه، ظرفیت خازن نصف می‌شه؟
آزمایش رو شروع کنبرای شروع، مساحت رو روی ۰٫۹۶ مترمربع، فاصله رو روی ۰٫۰۰۶ متر و مقدار نسبی دی‌الکتریک رو روی ۲۶ بگذار. انرژی خروجی همیشه با ولتاژ شارژ فرضی ۵ ولت حساب می‌شه.
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.
صفحه‌ها با فاصله‌ی شش میلی‌متر
مساحت رو روی ۰٫۹۶ مترمربع، فاصله رو روی ۰٫۰۰۶ متر و ثابت دی‌الکتریک رو روی ۲۶ بگذار و اجرا کن.
حدست چیه؟ با این فاصله، ظرفیت بیشتر از ۰٫۰۲ میکروفاراد می‌شه یا کم‌تر؟
توضیح نتیجه رو ببین
ظرفیت حدود ۰٫۰۳۷ میکروفاراد و انرژی ذخیره‌شده در ۵ ولت حدود ۰٫۵ میکروژوله.
فاصله رو دو برابر کن
مساحت و دی‌الکتریک رو ثابت نگه دار و فاصله رو از ۰٫۰۰۶ به ۰٫۰۱۲ متر برسون.
حدست چیه؟ ظرفیت با دو برابر شدن فاصله زیاد می‌شه یا نصف؟
توضیح نتیجه رو ببین
ظرفیت به حدود ۰٫۰۱۸ میکروفاراد و انرژیِ محاسبه‌شده به حدود ۰٫۲ میکروژول می‌رسه؛ هر دو تقریباً نصف می‌شن.
مقدار دی‌الکتریک رو کم کن
فاصله رو روی ۰٫۰۰۶ متر برگردون و مقدار نسبی دی‌الکتریک رو از ۲۶ به ۱ برسون.
حدست چیه؟ اگر این مقدار یک‌بیست‌وششم بشه، ظرفیت هم تقریباً همان نسبت کم می‌شه؟
توضیح نتیجه رو ببین
ظرفیت به حدود ۰٫۰۰۱ میکروفاراد می‌رسه؛ نزدیک یک‌بیست‌وششم حالت پایه. در مدل، مقدار ۱ مرجع خلأ یا تقریب هواست.
پشت این حرکت چه خبره؟
مساحت و دی‌الکتریک ظرفیت رو زیاد می‌کنن
C = epsilon_0*epsilon_r*A/d
ظرفیت خازن تخت با مساحت صفحه و ثابت نسبی ماده‌ی میان آن‌ها نسبت مستقیم داره. عدد بی‌واحد دی‌الکتریک یک در این مدل مرجع هوا یا خلأه.
فاصله‌ی بیشتر ظرفیت رو کم می‌کنه
C(2*d) = C(d)/2
در فرمول، فاصله‌ی صفحه‌ها در مخرج قرار می‌گیره. وقتی مساحت و دی‌الکتریک ثابت باشن، دو برابر شدن فاصله ظرفیت رو نصف می‌کنه.
انرژی با ولتاژ شارژ حساب می‌شه
U = 0.5*C*V^2; V = 5
خروجی انرژی از ظرفیت و ولتاژ ۵ ولتی ثابت ساخته می‌شه. این ویجت ولتاژ رو به‌عنوان ورودی تغییر نمی‌ده و تغییرهای منبع شارژ رو مدل نمی‌کنه.
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 وقتی فاصله‌ی صفحه‌ها رو دو برابر کردم، ظرفیت نصف شد؟
در فرمول خازن تخت، ظرفیت با فاصله نسبت وارون داره. اگر مساحت و دی‌الکتریک ثابت بمونن، دو برابر شدن فاصله مخرج رو دو برابر و ظرفیت رو نصف می‌کنه؛ انرژی این مدل هم با ولتاژ ثابت ۵ ولت از ظرفیت پیروی می‌کنه.
سؤال‌های رایج
اگر مساحت صفحه‌ها بیشتر بشه، ظرفیت چه می‌شه؟
با ثابت بودن فاصله و دی‌الکتریک، ظرفیت به همان نسبت مساحت زیاد می‌شه. در این مدل، مساحت فقط به فرمول وارد می‌شه و شکل صفحه‌ها مقیاس دقیقی نداره.
ثابت دی‌الکتریک ۱ یعنی چه؟
این ابزار مقدار یک رو به‌عنوان مرجع خلأ یا تقریب هوا می‌گیره. مقدارهای بزرگ‌تر ظرفیت رو در همین فرمول بیشتر می‌کنن؛ اسم ماده‌ی واقعی در کنترل انتخاب نمی‌شه.
چرا ولتاژ شارژ قابل تغییر نیست؟
مدل انرژی ذخیره‌شده رو همیشه برای ولتاژ ۵ ولت حساب می‌کنه و کنترل مستقلی برای منبع شارژ نداره. کارت انرژی رو با همان فرض بخون.
آیا میدان لبه‌ی صفحه‌ها هم حساب می‌شود؟
نه. فرمولِ خازن تخت صفحه‌های بزرگ و موازی رو فرض می‌کنه و اثر لبه‌ها، نشتی و ناهمواری واقعی رو کنار می‌گذاره.