Koaksial cylinderkondensator
Opstillingen består af to koncentriske cirkler med indre radius og ydre radius med spændingsforskellen mellem elektroderne.
Mål jeres egne værdier af , , og .
Mål potentialet et par steder i området og et par steder i området .
I området forventer man ud fra symmetrien i opstillingen, at potentialet kun afhænger af afstanden fra centrum. Linjer, hvor potentialet er konstant, kaldes ækvipotentiallinjer.
Det elektriske felt peger i den retning, hvor potentialet falder hurtigst. Det vil sige
Det er samme idé som for tyngdekraften. Hvis en bold løftes til højden , får den den potentielle energi . Tyngdekraften peger nedad, altså fra højere potentiel energi mod lavere potentiel energi. På samme måde peger det elektriske felt fra højere potentiale mod lavere potentiale for en positiv prøveladning.
Tegn ækvipotentiallinjer for mindst fire forskellige værdier af potentialet for .
Langs en ækvipotentiallinje er potentialet konstant, mens det elektriske felt peger i den retning, hvor potentialet falder hurtigst. Forklar ud fra dette, hvorfor elektriske feltlinjer står vinkelret på ækvipotentiallinjer. Tegn derefter elektriske feltlinjer ind på samme figur. Hvad gælder for det elektriske felt for og for ?
Mål potentialet langs en radial linje fra den indre elektrode til den ydre elektrode. Lav en tabel over for mindst seks forskellige værdier af i området . Hvorfor er det nok at måle langs én radial linje i denne opstilling?
Måleusikkerheder
Brug Gauss' lov og cylindersymmetrien til at udlede det elektriske felt i området . Brug derefter sammenhængen til at finde et teoretisk udtryk for potentialet mellem elektroderne. Benyt randbetingelserne for og for at entydigt bestemme løsningen.
Lav en graf over jeres målinger, der gør det muligt at teste den teoretiske model. Brug grafen til at undersøge, hvor godt målingerne passer med modellen.
Sammenlign med modellen. Passer resultatet af jeres fit med det, som modellen fra (f) og jeres målte værdier af , og forudsiger? Tag højde for måleusikkerhederne.
Tal sammen om del A
Tal om spørgsmålene i gruppen. I behøver ikke skrive et færdigt svar.
Hvad har I lært af denne del af forsøget?
Hvordan hænger det, I har set og målt, sammen med det, I har lært i kurset?
Beskriv med jeres egne ord den fysik, I så eller målte. Hvad fik I ud af at lave denne del?
Hvordan ville I forklare, hvad I lavede, til en person uden fysikbaggrund — og hvorfor er det vigtigt at kunne?