Tụ điện là gì

Câu hỏi: Tụ điện là gì?

Câu trả lời:

Tụ điện là hệ thống gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện. Mỗi vật dẫn này được gọi là một bản của tụ điện.

Dấu hiệu :

Cùng trường ĐH KD & CN Hà Nội đi tìm hiểu thêm về tụ điện nhé

I. Tụ điện

1. Tụ điện là gì?

Tụ điện là hệ thống gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện. Mỗi vật dẫn này được gọi là một bản của tụ điện.

– Nó được sử dụng để lưu trữ các điện tích.

Tụ điện được sử dụng phổ biến nhất 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 như sau:

2. Cách tích điện cho tụ điện.

– Để tích điện cho tụ điện, người ta nối hai bản của tụ điện vào hai cực của nguồn điện (hình 6.2).

– Cực dương sẽ tích điện dương, cực âm sẽ mang điện âm.

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

II. Điện dung của tụ điện.

1. Định nghĩa

Định nghĩa: Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích trữ điện tích 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 các bản của nó.

• Đơn vị: Fara (F)

1μF = 10^-6F

1nF = 10^-9F

1pF = 10^{-thứ mười hai}F

• Các loại tụ điện: tụ khí, tụ giấy, tụ gốm…

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

• Trên vỏ tụ điện thường ghi 1 cặp số.

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

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

2. Năng lượng của điện trường trong tụ điện

Công thức tính năng lượng của điện trường trong tụ điện có thể được chứng minh:

III. Giải bài tập trang 33 SGK Vật lý lớp 11

Câu hỏi 1. Tụ điện là gì? Cấu tạo của tụ điện phẳng là gì?

Câu trả lời

Tụ điện là một hệ thống gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện. Nó được sử dụng để lưu trữ điện tích.

– Tụ điện phẳng được cấu tạo bởi hai bản kim loại phẳng song song ngăn cách nhau bằng một lớp điện môi.

Câu 2. Làm thế nào để tích điện cho tụ điện? Điện tích của tụ điện được gọi là điện tích của bản nào?

Câu trả lời:

– Để tích điện cho tụ điện, người ta nối hai bản của một tụ điện vào hai cực của nguồn điện. Tấm kết nối với cực dương sẽ tích điện dương, tấm kết nối với cực âm sẽ tích điện âm. Vì hai bản tụ điện ở rất gần nhau nên do hưởng ứng như nhau nên điện tích của hai bản tụ điện luôn có độ lớn bằng nhau nhưng ngược dấu.

Điện tích của bản dương gọi là điện tích của tụ điện.

Câu 3. Điện dung của tụ điện là bao nhiêu?

Câu trả lời: Điện dung của tụ điện được xác định bằng thương số của điện tích của tụ điện và hiệu điện thế giữa các bản của nó: C = Q / U

Câu 4. Năng lượng của một tụ điện là bao nhiêu?

Trả lời: Năng lượng của tụ điện là năng lượng của điện trường.

Câu hỏi 5. Gọi Q, C và U là điện tích, điện dung và hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện. Khẳng định nào sau đây là đúng?

A. C tỉ lệ thuận với Q.

B. C tỉ lệ nghịch với U.

C. C phụ thuộc vào Q và U.

D. C không phụ thuộc vào Q và U.

Câu trả lời: Chọn D. Điện dung C không phụ thuộc vào Q và U

Câu 6. Trường hợp nào sau đây ta không mắc tụ điện? Giữa hai bản sao là một lớp:

A. Mica.

B. Nhựa pôlôni.

C. Đĩa giấy đựng dung dịch muối ăn.

D. Giấy tẩm Farafine.

Câu trả lời: Chọn C. Giấy tẩm dung dịch muối ăn là chất dẫn điện.

Câu 7. Trên vỏ của tụ điện có ghi 20 μF – 200 V. Nối hai bản với hiệu điện thế 120 V.

a) Tính điện tích của tụ điện.

b) Tính điện tích lớn nhất mà tụ điện có thể chứa được.

Câu trả lời:

a) Q = CU = 24,10^-4 C.

b) Qmax = C.Umax = 4.10^-3 C.

Câu 8. Tích điện cho tụ điện có điện dung 20 μF dưới 60 V. Sau đó lấy tụ ra khỏi nguồn.

a) Tính điện tích q của tụ điện.

b) Tính công do điện trường trong tụ điện thực hiện khi phóng điện tích ∆q = 0,001q từ bản dương sang bản âm.

c) Xét khi điện tích của tụ chỉ là q / 2. Tính công mà điện trường trong tụ điện sinh ra khi phóng điện tích ∆q như trên từ bản dương sang bản âm khi đó.

Câu trả lời:

a) Điện tích q: q = Cu = 12.10^-4 C.

b) Vì lượng điện tích rất nhỏ nên điện tích và do đó hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện được coi là không đổi. Công của lực điện sinh ra sẽ là: A = qU = 72.10^-6 J.

c) Nếu điện tích của tụ giảm đi một nửa thì hiệu điện thế giữa hai đầu bản tụ cũng giảm đi một nửa.

U = U ‘/ 2 = 30 V

=> Công việc A ‘= qU’ = 36,10^-6 J

Đăng bởi: Trường ĐH KD & CN Hà Nội

Chuyên mục: Vật lý lớp 11, Vật lý 11