Bir enerji depolama sisteminde kullanılan sığaç, bir üretece bağlanarak yüklendikten sonra üreteçten ayrılıyor. Daha sonra bu sığacın levhaları arasındaki dielektrik katsayısı ε olan ortam çıkarılarak yerine dielektrik katsayısı 4ε olan yalıtkan bir malzeme yerleştiriliyor. Bu deneysel işlem sonucunda sığacın elektriksel yükü (q), uçları arasındaki potansiyel farkı (V) ve depoladığı elektriksel potansiyel enerjisi (U) nasıl değişir?
Şıklar
q değişmez, V azalır, U azalır
q artar, V değişmez, U artar
q azalır, V artar, U değişmez
q azalır, V azalır, U azalır
Çözüm Açıklaması
Sığaç üreteçten ayrıldığı için yükü korur (q değişmez). C = ε.A/d formülüne göre ε değeri 4 katına çıktığında sığa (C) 4 katına çıkar. V = q/C bağıntısından, yük sabitken sığa 4 katına çıkarsa potansiyel fark (V) 1/4'üne iner. Enerji formülü olan U = q²/2C incelendiğinde, q sabitken C'nin 4 katına çıkması enerjinin 1/4'üne inmesine (azalmasına) neden olur. Diğer şıklar, üretecin bağlı kalması veya sığa ile enerji arasındaki ters orantının gözden kaçırılması gibi kavram yanılgılarını temsil eder.