Tính điện dung và hiệu điện thế của tụ điện

Bài toán
Một tụ điện phẳng không khí, có hai bản hình tròn bán kính $R=24 \text{cm}$, cách nhau $d=2 \text{cm}$, được nối với nguồn điện có hiệu điện thế $U=200 V$.
A)Ban đầu tụ được tích điện sau đó ngắt tụ điện khỏi nguồn rồi đưa vào khoảng giữa hai bản một tấm kim loại bề dày $l=1 cm$. Tính điện dung và hiệu điện thế tụ điện.
B)Thay đổi tấm kim loại nói trên bằng một tấm thủy tinh bề dày $l=1 cm$ (có hằng số điện môi $\epsilon =6$). Tính điện dung và hiệu điện thế của tụ điện
 
Bài toán
Một tụ điện phẳng không khí, có hai bản hình tròn bán kính $R=24 \text{cm}$, cách nhau $d=2 \text{cm}$, được nối với nguồn điện có hiệu điện thế $U=200 V$.
A)Ban đầu tụ được tích điện sau đó ngắt tụ điện khỏi nguồn rồi đưa vào khoảng giữa hai bản một tấm kim loại bề dày $l=1 cm$. Tính điện dung và hiệu điện thế tụ điện.
B)Thay đổi tấm kim loại nói trên bằng một tấm thủy tinh bề dày $l=1 cm$ (có hằng số điện môi $\epsilon =6$). Tính điện dung và hiệu điện thế của tụ điện
T lười nên chả muốn làm. Nhường cho cu tuấn :v
p/s:Hướng giải là khi cho tấm kim loại hay thủy tinh thì coi như hai tụ ghép nối tiếp.:D. Chả biết đúng không ta?????? Ngu lí 11 mà :(
 
Bài toán
Một tụ điện phẳng không khí, có hai bản hình tròn bán kính $R=24 \text{cm}$, cách nhau $d=2 \text{cm}$, được nối với nguồn điện có hiệu điện thế $U=200 V$.
A)Ban đầu tụ được tích điện sau đó ngắt tụ điện khỏi nguồn rồi đưa vào khoảng giữa hai bản một tấm kim loại bề dày $l=1 cm$. Tính điện dung và hiệu điện thế tụ điện.
B)Thay đổi tấm kim loại nói trên bằng một tấm thủy tinh bề dày $l=1 cm$ (có hằng số điện môi $\epsilon =6$). Tính điện dung và hiệu điện thế của tụ điện
A>Goị khoảng cách giứa một bản với bản kim loại là $x$ , khi đó khoảng cách 2 bản kim loại với bản còn lại là $d-l-x$
Khi đó :
$C_{1}=\varepsilon _{0}.\dfrac{S}{x};C_{2}=\varepsilon _{0}\dfrac{S}{d-x-l}$
Xem 2 tụ mắc nối tiếp thì
$\Rightarrow C_{b}=\dfrac{C_{1}.C_{2}}{C_{1}+C_{2}}=OK$
Điện tích của tụ kg đổi
$\Rightarrow U^{,}=\dfrac{Q}{C_{b}}$
b> khi đó xem như 3 tụ mắc nối tiếp :)
 
A>Goị khoản cách giứa một bản với bản kim loại là $x$ , khi đó khoảng cách 2 bản kim loại với bản còn lại là $d-l-x$
Khi đó :
$C_{1}=\varepsilon _{0}.\dfrac{S}{x};C_{2}=\varepsilon _{0}\dfrac{S}{d-x-l}$
Xem 2 tụ mắc nối tiếp thì
$\Rightarrow C_{b}=\dfrac{C_{1}.C_{2}}{C_{1}+C_{2}}=OK$
Điện tích của tụ kg đổi
$\Rightarrow U^{,}=\dfrac{Q}{C_{b}}$
b> khi đó xem như 3 tụ mắc nối tiếp :)
Đọc kĩ lại đề phần b nhé. Thay tấm kim loại = tấm thủy tinh chứ có bảo nhét thêm vào đâu :3
 
Bài toán
Một tụ điện phẳng không khí, có hai bản hình tròn bán kính $R=24 \text{cm}$, cách nhau $d=2 \text{cm}$, được nối với nguồn điện có hiệu điện thế $U=200 V$.
A)Ban đầu tụ được tích điện sau đó ngắt tụ điện khỏi nguồn rồi đưa vào khoảng giữa hai bản một tấm kim loại bề dày $l=1 cm$. Tính điện dung và hiệu điện thế tụ điện.
B)Thay đổi tấm kim loại nói trên bằng một tấm thủy tinh bề dày $l=1 cm$ (có hằng số điện môi $\epsilon =6$). Tính điện dung và hiệu điện thế của tụ điện
Lời giải
a)
Điện dung của tụ phẳng trong không khí:
$$C_{0}=\dfrac{S}{d}.\dfrac{1}{4\pi k}=\dfrac{1}{4\pi k}.\dfrac{\pi R^{2}}{d}=\dfrac{\left(24.10^{-2}\right)^{2}}{4.9.10^{9}.2.10^{-2}}=8.10^{-11}=80pF$$
Điện tích của tụ: $Q=UC_{0}=8.10^{-9}C=1,6nC$
Độ lớn cường độ điện trường giữa hai bản tụ: $E=\dfrac{U}{d}=5000\left(\dfrac{V}{m}\right)$
b)
Tụ điện có tấm kim loại:
Ngắt tụ khỏi nguồn rồi đưa vào một tấm kim loại
Gọi khoảng cách giữa một mặt của tấm kim loại đến bản tụ gần nó là $x$. Mỗi mặt kim loại và một bản tụ tạo thành một tụ điện. Hệ thống tương đương với hai tụ điện $C_{1},C_{2}$ mắc nối tiếp mà khoảng cách giữa các bản mỗi tụ là $x$ và $d−l−x$
Ta có: $C_{1}=\dfrac{\xi S}{4\pi kx},C_{2}=\dfrac{\xi S}{4\pi k\left(d-l-x\right)}$
Gọi điện dung tương đương của tụ là C
Ta có: $\dfrac{1}{C}=\dfrac{1}{C_{1}}+\dfrac{1}{C_{2}}=\dfrac{4\pi kx}{S}+\dfrac{4\pi k\left(d-l-x\right)}{S}$

$\dfrac{1}{C}=\dfrac{4\pi k\left(d-l\right)}{\xi S}$

$C=\dfrac{\xi S}{4\pi k\left(d-l\right)}$
Suy ra: $\dfrac{C}{C_{0}}=\dfrac{d}{d-l}$
$C=\dfrac{dC_{0}}{d-l}=160pF$
Do ta ngắt tụ khỏi nguồn trước khi đưa tấm kim loại vào nên điện tích của tụ điện là không đổi: $Q^{'}=Q=16.10^{-9}\left(C\right)$
Hiệu điện thế của tụ:
$U^{'}=\dfrac{Q^{'}}{C}=\dfrac{Q}{C_{0}.\dfrac{d}{d-l}}=\dfrac{U\left(d-l\right)}{d}=50\left(V\right)$
Hình vẽ
hinh.png


 
Lời giải
a)
Điện dung của tụ phẳng trong không khí:
$$C_{0}=\dfrac{S}{d}.\dfrac{1}{4\pi k}=\dfrac{1}{4\pi k}.\dfrac{\pi R^{2}}{d}=\dfrac{\left(24.10^{-2}\right)^{2}}{4.9.10^{9}.2.10^{-2}}=8.10^{-11}=80pF$$
Điện tích của tụ: $Q=UC_{0}=8.10^{-9}C=1,6nC$
Độ lớn cường độ điện trường giữa hai bản tụ: $E=\dfrac{U}{d}=5000\left(\dfrac{V}{m}\right)$
b)
Tụ điện có tấm kim loại:
Ngắt tụ khỏi nguồn rồi đưa vào một tấm kim loại
Gọi khoảng cách giữa một mặt của tấm kim loại đến bản tụ gần nó là $x$. Mỗi mặt kim loại và một bản tụ tạo thành một tụ điện. Hệ thống tương đương với hai tụ điện $C_{1},C_{2}$ mắc nối tiếp mà khoảng cách giữa các bản mỗi tụ là $x$ và $d−l−x$
Ta có: $C_{1}=\dfrac{\xi S}{4\pi kx},C_{2}=\dfrac{\xi S}{4\pi k\left(d-l-x\right)}$
Gọi điện dung tương đương của tụ là C
Ta có: $\dfrac{1}{C}=\dfrac{1}{C_{1}}+\dfrac{1}{C_{2}}=\dfrac{4\pi kx}{S}+\dfrac{4\pi k\left(d-l-x\right)}{S}$

$\dfrac{1}{C}=\dfrac{4\pi k\left(d-l\right)}{\xi S}$

$C=\dfrac{\xi S}{4\pi k\left(d-l\right)}$
Suy ra: $\dfrac{C}{C_{0}}=\dfrac{d}{d-l}$
$C=\dfrac{dC_{0}}{d-l}=160pF$
Do ta ngắt tụ khỏi nguồn trước khi đưa tấm kim loại vào nên điện tích của tụ điện là không đổi: $Q^{'}=Q=16.10^{-9}\left(C\right)$
Hiệu điện thế của tụ:
$U^{'}=\dfrac{Q^{'}}{C}=\dfrac{Q}{C_{0}.\dfrac{d}{d-l}}=\dfrac{U\left(d-l\right)}{d}=50\left(V\right)$
Hình vẽ
View attachment 1039

Anh giải quá chuẩn luôn :)
 
Người tạo Các chủ đề tương tự Diễn đàn Bình luận Ngày
Legendary light Lập công thức tính điện dung của tụ điện cầu. Bài tập Điện tích - Điện trường 0
P Tính diện tích của tụ điện phẳng có khoảng cách giữa hai bản tụ và điện dung giống tụ điện cầu Bài tập Điện tích - Điện trường 1
Trần Duy Tân Tính điện dung và hiệu điện thế giới hạn của tụ lúc này . Bài tập Điện tích - Điện trường 9
ngoclinh_2510 Tính độ lớn cường độ điện trường Bài tập Điện tích - Điện trường 2
L Tính hiệu điện thế bộ tụ Bài tập Điện tích - Điện trường 1
L Tính hiệu điện thế bộ tụ điện Bài tập Điện tích - Điện trường 0
Nguyễn Minh Hiền Tính điện tích tối đa Bài tập Điện tích - Điện trường 3
L Tính điện tích của hạt bụi Bài tập Điện tích - Điện trường 2
SHINE Tính điện tích của giọt chất lỏng và số e thừa hoặc thiếu trên giọt chất lỏng? Bài tập Điện tích - Điện trường 1
SHINE Tính điện tích hạt bụi và muốn hạt bụi vẫn cân bằng thì cường độ điện trường phải bằng bao nhiêu? Bài tập Điện tích - Điện trường 2
SHINE Tính cường độ điện trường tổng hợp tại Bài tập Điện tích - Điện trường 2
Lê Thu Huyền Hãy tính điện tích trên quả cầu $R_{2}$? Bài tập Điện tích - Điện trường 3
B Tính độ giảm độ cao của quả cầu mang điện. Bài tập Điện tích - Điện trường 0
N Tính điện tích q của quả cầu Bài tập Điện tích - Điện trường 1
H Tính điện tích trên quả cầu bán kính $R_2$ Bài tập Điện tích - Điện trường 2
H Tính cường độ điện trường gây ra bời vỏ cầu Bài tập Điện tích - Điện trường 0
P Tính E tại tâm O của hình vuông do 2 điện tích điểm gây ra Bài tập Điện tích - Điện trường 4
D Tính cường độ điện trường tại $C$ của tam giác $ABC$ Bài tập Điện tích - Điện trường 1
Dragon Tính thế năng của hệ Bài tập Điện tích - Điện trường 1
Hải Quân Tính khối lượng riêng của chất làm quả cầu? Bài tập Điện tích - Điện trường 0
blackberry9320 Tính năng lượng cần cung cấp để ion hóa nguyên tử hidro Bài tập Điện tích - Điện trường 1
Uchiha Sasuke98 Tính vận tốc của các quả cầu khi chúng ở trên cùng mức ngang so với điểm treo . Bài tập Điện tích - Điện trường 2
T Tính khoảng cách của hai quả cầu sau đó. Bài tập Điện tích - Điện trường 8
minhtangv Tính công suất đèn flash trong máy chụp ảnh Bài tập Điện tích - Điện trường 1
SHINE Tính q1, q3? Bài tập Điện tích - Điện trường 1
L Tính khối lượng của mỗi quả cầu. Bài tập Điện tích - Điện trường 1
D Tính độ lớn lực hướng tâm đặt lên Êlectron Bài tập Điện tích - Điện trường 0
Bảo Ngọc Tính khối lượng riêng của quả cầu, biết khối lượng riêng của dầu là $0,8x 10^3 \ kg/m^3$ Bài tập Điện tích - Điện trường 0
D Tính góc dây treo hợp với phương thẳng đứng khi quả cầu cân bằng? Bài tập Điện tích - Điện trường 1
W Tìm điện tích mỗi tụ Bài tập Điện tích - Điện trường 0
C Bài tập tụ điện Bài tập Điện tích - Điện trường 0
N Hiệu điện thế giữa 2 cực Bài tập Điện tích - Điện trường 0
Viet Duy Xác định lực điện tác dụng lên điện tích điểm q= -3*10^-6C khi đặt q tại M? Bài tập Điện tích - Điện trường 1
ngoclinh_2510 Bài tập cường độ điện trường Bài tập Điện tích - Điện trường 3
sương nắng Ba điện tích điểm cùng độ lớn cùng dấu q đặt tại ba đỉnh cúa một tam giác đều cạnh a Bài tập Điện tích - Điện trường 6
sương nắng Hỏi phải đặt điện tích trên cách nhau bao nhiêu ở trong dầu Bài tập Điện tích - Điện trường 1
Mất Gốc Cường độ điện trường bên trong tấm kim loại đó là Bài tập Điện tích - Điện trường 1
ngoclinh_2510 Khoảng cách giữa các điện tích phải là bao nhiêu để lực tương tác giữa chúng bằng F Bài tập Điện tích - Điện trường 1
M Cường độ điện trường gây ra bởi điện tích điểm Bài tập Điện tích - Điện trường 2
Viet Duy Xác định cường độ dòng điện trường do Q gây ra tại M. Bài tập Điện tích - Điện trường 4
T Xác định lực tương tác điện giữa hai quả cầu Bài tập Điện tích - Điện trường 1
Geni Nguyễn Xác định cường độ điện trường tại điểm M nằm trên đường thẳng đi qua hai điện tích Bài tập Điện tích - Điện trường 5
bo tro vat ly Tỉ số giữa véctơ cường độ điện trường Bài tập Điện tích - Điện trường 3
H Cường độ điện trường Bài tập Điện tích - Điện trường 0
H Xác định các điện tích q1, q2 Bài tập Điện tích - Điện trường 0
T Xác định lực tác dụng của hai điện tích lên điện tích thứ ba Bài tập Điện tích - Điện trường 0
Hải Quân Tìm điện thông? Bài tập Điện tích - Điện trường 1
Hải Quân Xác định điện thông gửi qua mặt phẳng hình chữ nhật nằm trong mặt phẳng xy? Bài tập Điện tích - Điện trường 0
K Hạt điện tích bay trong một mặt phẳng vuông góc với các đường sức của một từ trường đều Bài tập Điện tích - Điện trường 1
K Điện dung của tụ điện Bài tập Điện tích - Điện trường 6
Các chủ đề tương tự


















































Quảng cáo

Top