Visa fråga/svar

 

Elektricitet-Magnetism [1793]

Fråga:
Hej! En fråga angående energi i en kondensator. Vi har en kondensator med kapacitansen C, och laddningen +Q på ena plattan(och givetvis -Q på den andra). Kondensatorns energi är då W=Q*Q/(2*C). Antag att vi parallellkopplar kondensatorn med en precis likadan (också den med kapacitansen C). Laddningen Q fördelar sig nu lika på de två kondensatorernas plattor, hälften på dem var (dvs Q/2). Detta ger då på vardera kondensatorn energin W1=(Q/2)*(Q/2)/(2*C)=Q*Q/(8*C) Energin vi hade från början kan inte försvinna utan stannar kvar i systemet enligt energiprincipen. Alltså borde summan av energin på våra två kondensatorer vara lika stor som den vi hade från början. Men det blir bara hälften kvar!! (W=W1+W2=Q*Q/(8*C) +Q*Q/(8*C) =Q*Q/(4*C) ) Vad i resonemanget är felaktigt, eller vart tar hälften av energi vägen?? Med vänlig hälsning. Anders
/Anders N, Österängskolan, Kristianstad

Svar:
Det här var en kul och mycket intressant fråga. Dina beräkningar är helt riktiga, hälften av energin har försvunnit någonstans. Vart? Kopplar vi ihop kondensatorerna via ett motstånd, kommer det att flyta en ström genom moståndet när laddningarna överförs. Det värmer upp motståndet. Räknar man på det, visar det sig, att precis hälften av energin går till uppvärmning, alldeles oberoende av storleken på motståndet. Tidsförloppet är proportionellt mot resistansen, snabbare ju lägre resistans.

Man kan ju tänka: Vi struntar i motståndet, och kopplar ihop dom direkt. Nu kan vi inte strunta i motståndet, i vanliga ledare är motståndet aldrig exakt lika med noll. Vid låga motstånd börjar ett annat fenomen att uppträda. De starka stötströmmarna orsakar betydade magnetfält. I själva verket kommer energin att svänga mellan elektrisk och magnetisk energi. Vi har fått en svängningskrets. Det hela resulterar i en elektromagnetisk puls, som far iväg med ljusets hastighet. Altså, en del av energin försvinner i form av en radiovåg.

Experiment: Skaffa fram 2 st lika stora elektrolytkondensatorer på 300 - 1000 mikrofarad, en spänningskälla som kan ge ungefär 10 V och en radio. Ställ in radion på AM, och ställ in våglängden mellan två stationer, bara brus hörs. Ladda upp den ena kondensatorn till 10 V. Tänk på att pola rätt! Koppla ihop kondensatorerna nära radion. Det hörs ett knäpp. Det är från den radiovåg, som förde bort en del av energin. Du har alltså gjort en primitiv radiosändare. De första radiosändarna (gnistsändarna) var baserade på liknande principer. De förbjöds senare, eftersom de täckte hela våglängdsbandet. Det kan du kolla! Tänk på att ladda ur kondensatorerna mellan försöken.
/KS

*

 

 

Frågelådan innehåller 7426 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2019-09-18 17:22:56.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.