Một tụ điện phẳng điện dung \({C} = 0,12{\rm{ }}\mu F\) có lớp điện môi dày 0,2 mm có hằng số điện môi \(\varepsilon = 5\) . Tụ được đặt dưới một hiệu điện thế U = 100 V.Sau khi được tích điện, ngắt tụ khỏi nguồn rồi mắc vào hai bản của tụ điện \({C_1} = 0,15{\rm{ }}\mu F\) chưa được tích điện. Năng lượng của bộ tụ là?
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiDiện tích các bản của tụ điện\(C = \frac{{\varepsilon S}}{{4\pi kd}} \Rightarrow S = \frac{{4\pi kdC}}{\varepsilon } = \frac{{4\pi {{.9.10}^9}.0,{{2.10}^{ - 3}}.0,{{12.10}^{ - 6}}}}{5} = 0,54\,{m^2}\)
Điện tích của tụ \(Q = CU = 12\mu C\)
Khi ngắt tụ khỏi nguồn thì điện tích Q = 12 μC không đổi nên tụ mới được mắc song song với tụ ban đầu.
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta được Q1 + Q2 = Q = 12 μC
Vì 2 tụ được mắc song song nên
\(\begin{array}{l} {U_{AB}} = {U_1} = {U_2} = \frac{{{Q_1}}}{C} = \frac{{{Q_2}}}{{{C_1}}} \Rightarrow \frac{{{Q_1}}}{{{Q_2}}} = \frac{C}{{{C_1}}} = \frac{4}{5}\\ \left\{ \begin{array}{l} {Q_1} = \frac{{16}}{3}\mu C\\ {Q_2} = \frac{{20}}{3}\mu C \end{array} \right. \Rightarrow {U_{AB}} = \frac{{{Q_1}}}{C} = 44,4V \end{array}\)
Năng lượng của bộ tụ là: \({\rm{W}} = \frac{1}{2}\left( {C + {C_1}} \right)U_{AB}^2 = 0,27mJ\)
Câu hỏi liên quan
-
Có 3 tụ điện có các điện dung khác nhau: C1, C2, C3 ghép thành bộ sử dụng đồng thời cả 3 tụ điện. Có bao nhiêu cách ghép tất cả:
-
Một tụ phẳng được tích điện bởi nguồn điện. Tụ điện có điện dung C, điện tích Q và hđt U. Mạch điện có biến trở nên sau đó người ta tăng hđt của tụ thành 2U thì điện tích của tụ thay đổi ra sao?
-
Một tụ điện có điện dung C, hiệu điện thế U và điện tích Q. Người ta tăng hiệu điện thế của tụ điện lên thành 2U, điện tích của tụ khi đó bằng
-
Một tụ điện có điện dung 2000 pF mắc vào hai cực của nguồn điện hiệu điện thế 5000V. Tích điện cho tụ rồi ngắt khỏi nguồn, tăng điện dung tụ lên hai lần thì hiệu điện thế của tụ khi đó là:
-
Với một tụ điện xác định có điện dung C không đổi, để tăng năng lượng điện trường tích trữ trong tụ điện lên gấp 4 lần ta có thể làm cách nào sau đây:
-
Một tụ điện phẳng không khí, điện dung 500 pF, tích điện cho tụ điện ở hiệu điện thế 300V. Sau đó tụ khỏi nguồn điện rồi tăng khoảng cách giữa hai bản tụ lên gấp đôi. Tính Hiệu điện thế trên tụ điện lúc đó.
-
Hai bản của một tụ điện phẳng là hình tròn, tụ điện được tích điện sao cho điện trường trong tụ điện bằng E = 3.105 (V/m). Khi đó điện tích của tụ điện là Q = 100 (nC). Lớp điện môi bên trong tụ điện là không khí. Bán kính của các bản tụ là:
-
Ba tụ \(C_1 = 3nF, C_2 = 2nF, C_3 = 20nF\) mắc như hình vẽ. Nối bộ tụ với hiệu điện thế 30V. Tính hiệu điện thế trên tụ C2:
.PNG)
-
Hai tụ điện điện dung \(C_1 = 0,3nF, C_2 = 0,6nF\) ghép nối tiếp, khoảng cách giữa hai bản tụ của hai tụ như nhau bằng 2mm. Điện môi của mỗi tụ chỉ chịu được điện trường có cường độ lớn nhất là 104V/m . Hiệu điện thế giới hạn được phép đặt vào bộ tụ đó bằng:
-
Cho bộ tụ mắc như hình vẽ: \({C_1} = {\rm{ }}1{\rm{ }}\mu F;{\rm{ }}{C_2} = {\rm{ }}3{\rm{ }}\mu F;{\rm{ }}{C_3} = {\rm{ }}6{\rm{ }}\mu F;{\rm{ }}{C_4} = {\rm{ }}4{\rm{ }}\mu F;{\rm{ }}{U_{AB}} = {\rm{ }}20{\rm{ }}V \) Tính điện tích của tụ 1 khi K hở.
.PNG)
-
Tụ điện là:
-
Bộ tụ điện trong đèn chụp ảnh có điện dung 750 μF được tích điện đến hiệu điện thế 330V. Mỗi lần đèn lóe sáng tụ điện phóng điện trong thời gian 5ms. Tính công suất phóng điện của tụ điện:
-
Đều nào sau đây là sai khi nói về cấu tạo của tụ điện?
-
Hai điện tích q1 = 6,67.10-9 C và q2= 13,35.10-9 C nằm trong không khí cách nhau 40 cm. Tính công cần thiết để đưa hệ điện tích trên lại gần nhau và cách nhau 25 cm
-
Ba tụ điện \(C_1 = C_2 = C, C_3 = 2C\). Để được bộ tụ có điện dung là C thì các tụ phải ghép:
-
Với một tụ điện xác định, nếu muốn năng lượng điện trường của tụ tăng 4 lần thì phải tăng điện tích của tụ
-
Ba tụ điện có điện dung bằng nhau và bằng C. Để được bộ tụ có điện dung là C/3 ta phải ghép các tụ đó thành bộ:
-
Hai tụ điện có điện dung \(C_1 = 0,4 (μF), C_2 = 0,6 (μF)\) ghép song song với nhau. Mắc bộ tụ điện đó vào nguồn điện có hiệu điện thế U < 60 (V) thì một trong hai tụ điện đó có điện tích bằng 3.10-5 (C). Hiệu điện thế của nguồn điện là:
-
Một tụ điện phẳng kk được tích điện rồi tách khỏi nguồn, sau đó nhúng vào 1 điện môi lỏng thì:
-
Hai tụ giống nhau có điện dung C ghép nối tiếp nhau và nối vào nguồn một chiều hiệu điện thế U thì năng lượng của bộ tụ là Wt, khi chúng ghép song song và nối vào hiệu điện thế cũng là U thì năng lượng của bộ tụ là Ws. ta có:
