Lý thuyết và các dạng bài tập tụ điện ( chuẩn)

LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP TỤ ĐIỆN

A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Bạn đang xem: Lý thuyết và các dạng bài tập tụ điện ( chuẩn)

1.Tụ điện

-Định nghĩa : Hệ 2 vật dẫn bịa đặt sát nhau, từng vật là một trong bạn dạng tụ. Khoảng không khí thân thuộc 2 bạn dạng là chân ko hoặc năng lượng điện môi. Tụ năng lượng điện dùng làm tích và phóng năng lượng điện vô mạch năng lượng điện.

-Tụ năng lượng điện bằng có 2 bạn dạng tụ là 2 tấm sắt kẽm kim loại bằng đem độ cao thấp rộng lớn ,bịa đặt đối lập nhau, tuy vậy song cùng nhau.

2. Điện dung của tụ điện

- Là đại lượng đặc thù mang lại năng lực tích năng lượng điện của tụ 

        \(C=\frac{Q}{U}\)   (Đơn vị là F, mF….)

- Công thức tính năng lượng điện dung của tụ năng lượng điện phẳng:

.\(C=\frac{\varepsilon .S}{9.10^{9}.4\pi .d}\) Với S là phần diện tích S đối lập thân thuộc 2 bạn dạng.

Ghi chú : Với từng một tụ năng lượng điện có một hiệu năng lượng điện toàn cầu hạn chắc chắn, nếu lúc dùng tuy nhiên bịa đặt vô 2 bạn dạng tụ hđt to hơn hđt số lượng giới hạn thì năng lượng điện môi thân thuộc 2 bạn dạng bị tiến công thủng.

4. Năng lượng của tụ điện

- Khi tụ năng lượng điện được tích năng lượng điện thì thân thuộc nhì bạn dạng tụ đem năng lượng điện ngôi trường và vô tụ năng lượng điện tiếp tục dự trữ một tích điện. Gọi là  tích điện năng lượng điện ngôi trường vô tụ năng lượng điện.

- Công thức:    \(W=\frac{Q.U}{2}=\frac{C.U^{2}}{2}=\frac{Q^{2}}{2C}\)    

B. CÁC DẠNG BÀI TẬP CƠ BẢN

Dạng : Tính năng lượng điện dung, năng lượng điện, hiệu năng lượng điện thế và tích điện của tụ điện

Phương pháp: Sử dụng những công thức sau

- Công thức khái niệm :  C(F) = \(\frac{Q}{U}\)  => Q = CU  

- Điện dung của tụ năng lượng điện bằng :   C =\(\frac{\varepsilon S}{4k\pi d}\)

- Công thức:    \(W=\frac{Q.U}{2}=\frac{C.U^{2}}{2}=\frac{Q^{2}}{2C}\)    

Chú ý:   + Nối tụ vô nguồn: U = hằng số

              + Ngắt tụ ngoài nguồn: Q = hằng số

Xem thêm: Bệnh tăng tiểu cầu: Một số điểm cần chú ý

C. BÀI TẬP ÁP DỤNG

Bài 1 :  một tụ năng lượng điện bằng hình trụ đem nửa đường kính là 4cm, thân thuộc nhì bạn dạng là một trong những lớp năng lượng điện môi đem \(\varepsilon =2\), khoảng cách thân thuộc nhì bạn dạng là 2cm. Đặt vô tụ hiệu năng lượng điện thế U = 200V.

    a. Tính năng lượng điện dung của tụ

    b. Điện tích của tụ điện

    c. Năng lượng của tụ điện

Bài 2 : mang lại nhì bạn dạng của một tụ năng lượng điện bằng đem dạng hình trụ nửa đường kính R = 30cm, khoảng cách thân thuộc nhì bạn dạng là d = 5mm, môi trường xung quanh thân thuộc nhì bạn dạng là không gian.

a. Tính năng lượng điện dung của tụ điện

b. thạo rằng không gian chỉ với đặc thù cơ hội năng lượng điện khi độ mạnh năng lượng điện ngôi trường tối nhiều là 3.10⁵V/m. Hỏi :

          a) hiệu năng lượng điện thế lớn số 1 thân thuộc nhì bạn dạng tuy nhiên ko xẩy ra phóng điện

          b) hoàn toàn có thể tích năng lượng điện mang lại tụ năng lượng điện năng lượng điện lớn số 1 là từng nào tuy nhiên tụ năng lượng điện không xẩy ra tiến công thủng ?

ĐS : a) 5.10^-10F, b) U_gh = 1500V và Q_gh = 75.10^-8C.

Bài 3 : Tụ năng lượng điện bằng bao gồm nhì bạn dạng tụ hình vuông vắn cạnh a = trăng tròn centimet, bịa đặt xa nhau 1 centimet, hóa học năng lượng điện môi thân thuộc nhì bạn dạng tụ là thủy tinh anh đem \(\varepsilon\) = 6. Hiệu năng lượng điện thế thân thuộc nhì bạn dạng tụ là 50V.

a. Tính năng lượng điện dung của tụ?

b. Tính năng lượng điện tuy nhiên tụ tiếp tục tích được?

c. Nếu tụ được tích năng lượng điện bên dưới hiệu năng lượng điện thế U^’ thì tích điện năng lượng điện ngôi trường thu thập vô tụ là 531.10^-9 J. Tính năng lượng điện bên trên từng bạn dạng tụ khi đó?

ĐS:a)2,12.10^-10F; b)1,06.10^-8C; c)1,5.10^-8C

Bài 4: Một tụ năng lượng điện bằng đem năng lượng điện môi ko khí; khoảng cách thân thuộc 2 bạn dạng là d = 0,5 cm; diện tích S một bạn dạng là 36 cm². Mắc tụ vô mối cung cấp năng lượng điện đem hiệu năng lượng điện thế U=100 V.

  1. Tính năng lượng điện dung của tụ năng lượng điện và năng lượng điện tích bên trên tụ.

  2. Tính tích điện năng lượng điện ngôi trường vô tụ năng lượng điện.

Xem thêm: Xem chỉ tay, đoán vận mệnh cuộc đời

  3. Nếu người tớ ngắt tụ năng lượng điện thoát khỏi mối cung cấp rồi nhúng nó chìm hẳn vào một trong những năng lượng điện môi lỏng đem hằng số năng lượng điện môi ε = 2. Tìm năng lượng điện dung của tụ và hiệu năng lượng điện thế của tụ.   

  4. Nếu người tớ ko ngắt tụ ngoài mối cung cấp và trả tụ vô năng lượng điện môi lỏng như ở chỗ 3. Tính năng lượng điện và hđt thân thuộc 2 bạn dạng tụ