演示约定:固定电容 C=100 μF。令电压 U=12 V,计算 ½CU² 并换算为 mJ,得到储能 E=7.2 mJ。电压翻倍时储能变为四倍,放电安全不能只看电容量。
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公式、图像和实验参数马上就绪。
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改变“电压 U”时,储能 E会怎样变化?
电容器储能随电压平方增长。 在交互演示中,纵轴严格表示“储能 E”,不再使用没有物理或数学含义的响应百分比。
先辨认公式中的量:E:电场能;C:电容;U:电压。先确定题目要求的是哪一个量,再决定是否需要移项或换算单位。
本页只改变“电压 U”,其余量采用明确的演示约定:固定电容 C=100 μF。这样曲线上的变化只来自一个变量。
按通式 E=½CU² 建立计算关系。当前模型的实际计算是:计算 ½CU² 并换算为 mJ。
电压翻倍时储能变为四倍,放电安全不能只看电容量。 数据曲线展示的是这一真实计算结果,动画中的当前点也取自同一结果。
最后检查适用边界:C 在充电过程中近似不变。 若输入触及无定义点,界面会明确显示“无有效结果”,曲线也会在该处断开。
演示约定:固定电容 C=100 μF。令电压 U=12 V,计算 ½CU² 并换算为 mJ,得到储能 E=7.2 mJ。电压翻倍时储能变为四倍,放电安全不能只看电容量。
C 在充电过程中近似不变。
固定电容 C=100 μF
读图时先看横轴“电压 U”,再看纵轴“储能 E”。演示中固定的量只是为了形成一条可比较曲线,不是通式额外增加的普遍条件。
调节“电压 U”,在“固定电容 C=100 μF”的约定下,用真实计算曲线和变量关系理解 E=½CU²。
调节“电压 U”,在“固定电容 C=100 μF”的约定下,用真实计算曲线和变量关系理解 E=½CU²。
当前输入为 12 V,实时结果为 7.2 mJ。
再比较最小、基准、最大三个值,并用适用条件排除无意义输入。