Lớp 11Vật Lý

Công thức tụ điện

Câu hỏi: Công thức tụ điện

Trả lời 

Điện dung của tụ điện

Bạn đang xem: Công thức tụ điện

Ghi chú : Với mỗi một tụ điện có 1 hiệu điện thế giới hạn nhất định, nếu khi sử dụng mà đặt vào 2 bản tụ hđt lớn hơn hđt giới hạn thì điện môi giữa 2 bản bị đánh thủng.

 Năng lượng của tụ điện

– Khi tụ điện được tích điện thì giữa hai bản tụ có điện trường và trong tụ điện sẽ dự trữ một năng lượng. Gọi là  năng lượng điện trường trong tụ điện.

– Công thức:    

Công thức tụ điện (ảnh 2)
Công thức tụ điện (ảnh 3)

Cùng Sài Gòn Tiếp Thị tìm hiểu về Tụ điện các em nhé!

I. Tụ điện

1. Tụ điện là gì ?

– Tụ điện là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện. Mỗi vật dẫn đó gọi là một bản của tụ điện.

– Nó dùng để chứa điện tích. 

– Tụ điện được dùng phổ biến là tụ điện phẳng. Cấu tạo của tụ điện phẳng gồm hai bản kim loại phẳng đặt song song với nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp điện môi.

– Trong mạch điện, tụ điện được biểu diễn bằng kí hiệu vẽ trên Hình 6.1.

Công thức tụ điện (ảnh 4)

2. Cách tích điện cho tụ điện.

– Muốn tích điện cho tụ điện, người ta nối hai bản của tụ điện với hai cực của nguồn điện (Hình 6.2).

Công thức tụ điện (ảnh 5)

– Bản nối cực dương sẽ tích điện dương, bản nối cực âm sẽ tích điện âm.

– Độ lớn điện tích trên mỗi bản của tụ điện khi đã tích điện gọi là điện tích của tụ điện.

3. Điện dung của tụ:

• Định nghĩa: Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định. Nó được xác định bằng thương số của điện tích của tụ điện và hiệu điện thế giữa hai bản của nó.

Công thức tụ điện (ảnh 6)

• Đơn vị: Fara (F)

1μF = 10-6F

1nF = 10-9F

1pF = 10-12F

• Các loại tụ điện: tụ không khí, tụ giấy, tụ sứ…

• Tụ có điện dung thay đổi gọi là tụ xoay.

• Trên vỏ tụ thường ghi 1 cặp số.

VD: 10μF – 250V: trong đó 10μF là điện dung của tụ

250V là giá trị giới hạn của hiệu điện thế có thể đặt vào tụ. Quá giới hạn đó, tụ có thể bị hỏng.

• Năng lượng của điện trường trong tụ:

Công thức tụ điện (ảnh 7)

4. Ghép tụ điện

Công thức tụ điện (ảnh 8)

5. Năng lượng của tụ điện

– Khi tụ điện được tích điện thì giữa hai bản tụ có điện trường và trong tụ điện sẽ dự trữ một năng lượng. Gọi là  năng lượng điện trường trong tụ điện.

– Công thức:    

Công thức tụ điện (ảnh 9)

II. Bài tập

Bài 1 :  một tụ điện phẳng hình tròn có bán kính là 4cm, giữa hai bản là một lớp điện môi có ε=2ε=2, khoảng cách giữa hai bản là 2cm. Đặt vào tụ hiệu điện thế U = 200V.

    a. Tính điện dung của tụ

    b. Điện tích của tụ điện

    c. Năng lượng của tụ điện

Bài 2 : cho hai bản của một tụ điện phẳng có dạng hình tròn bán kính R = 30cm, khoảng cách giữa hai bản là d = 5mm, môi trường giữa hai bản là không khí.

a. Tính điện dung của tụ điện

b. Biết rằng không khí chỉ còn tính chất cách điện khi cường độ điện trường tối đa là 3.105V/m. Hỏi :

          a) hiệu điện thế lớn nhất giữa hai bản mà chưa xảy ra phóng điện

          b) có thể tích điện cho tụ điện điện tích lớn nhất là bao nhiêu mà tụ điện không bị đánh thủng ?

ĐS : a) 5.10-10F, 

b) Ugh = 1500V và Qgh = 75.10-8C.

Bài 3 : Tụ điện phẳng gồm hai bản tụ hình vuông cạnh a = 20 cm, đặt cách nhau 1 cm, chất điện môi giữa hai bản tụ là thủy tinh có εε = 6. Hiệu điện thế giữa hai bản tụ là 50V.

a. Tính điện dung của tụ?

b. Tính điện tích mà tụ đã tích được?

c. Nếu tụ được tích điện dưới hiệu điện thế U’ thì năng lượng điện trường tích lũy trong tụ là 531.10-9 J. Tính điện tích trên mỗi bản tụ khi đó?

ĐS:a)2,12.10-10F; 

b)1,06.10-8C; 

c)1,5.10-8C

Bài 4: Một tụ điện phẳng có điện môi không khí; khoảng cách giữa 2 bản là d = 0,5 cm; diện tích một bản là 36 cm2. Mắc tụ vào nguồn điện có hiệu điện thế U=100 V.

  1. Tính điện dung của tụ điện và điện tích tích trên tụ.

  2. Tính năng lượng điện trường trong tụ điện.

  3. Nếu người ta ngắt tụ điện ra khỏi nguồn rồi nhúng nó chìm hẳn vào một điện môi lỏng có hằng số điện môi ε = 2. Tìm điện dung của tụ và hiệu điện thế của tụ.   

  4. Nếu người ta không ngắt tụ khỏi nguồn và đưa tụ vào điện môi lỏng như ở phần 3. Tính điện tích và hđt giữa 2 bản tụ

Đăng bởi: Sài Gòn Tiếp Thị

Chuyên mục: Lớp 11, Vật Lý 11

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Back to top button