NGUỒN, TÍNH ĐIỆN LƯỢNG DỊCH CHUYỂN, SỐ ELECTRON DỊCH CHUYỂN, CHIỀU DỊCH CHUYỂN. 5.1. PHƯƠNG PHÁP
Bước 1: Tính điện tích của các tụ trước khi ghép.
Bước 2: Sau khi ghép giả sử các cực của các tụ.
Bước 3: Áp dụng định luật bảo toàn điện tích
Tại mỗi chỗ nối ∑Q
bđ =∑Q
sau ( Lưu ý Q lấy theo dấu của các bản cực ).
5.2. BÀI TẬP VÍ DỤ
Bài 5.1 : Đem tích điện cho tụ điện C1 = 3 F đến hiệu điện thế U1 = 300V, cho tụ điện C2 = 2 F đến hiệu điện thế U2 = 220V rồi:
a) Nối các tấm tích điện cùng dấu với nhau
b) Nối các tấm tích điện khác dâu với nhau
c) Mắc nối tiếp hai tụ điện (hai bản âm được nối với nhau) rồi mắc vào
hiệu điện thế U = 400V.
Tìm điện tích và hiệu điện thế của mỗi tụ trong tong trường hợp trên.
Bài giải: - Điện tích của các tụ trước khi mắc thành mạch điện: q1 = C1U1 = 900 C, q2 = C2U2 = 400 C
a) Khi nối các tấm cùng dấu với nhau (hình a) Coi các tụ được mắc song song : U1’ = U2’ áp dụng định luật bảo toàn điện tích cho 2 tấm a và c : q1’ + q2’ = q1 + q2 =130 C1U1’ + C2U’2 = 13 3U1’ + 2U2’ = 1300 U1’ = U2’ = 260V q1’ = 780 C, q2’ = 520 C
b) Khi nối các tấm khác dấu với nhau:
18
download by : skknchat@gmail.com
U1’ = U2’
- áp dụng định luật bảo toàn điện tích cho 2 tấm a và d : q1’ + q2’ = q1 - q2 = 500
3U1’ + 2U2’ = 500 q1’ = 300 C,
c) Khi mắc nối tiếp các tụ điện
Giả sử điện tích các tấm tụ điện có dấu như hình vẽ U1’ + U2’ = U = 400V (1)
áp dụng dịnh luật bảo toàn điện tích cho 2 tấm b và d
- q1’ + q2’ = - q1 - q2 = -130 - C1U1’ + C2U’2 = - 13 - 3U1’ + 2U2’ = -1300 (2)
Từ (1) và (2) ta được U1’ = 420V ; q1’ = 1260 C ;
Bài 5.2: Một tụ điện có điện dung C1 chưa biết được tích điện đến hiệu điện thế 80V, sau đó được nối kín với một tụ C2 = 60µF đã được nạp điện với hiệu điện thế 16V. Tính C1 biết sau khi nối thì hiệu điện thế giữa hai bản của mỗi tụ lá 20V.
Bài giải:
Điện tích của các tụ trước khi nối Q1 = 80C1; Q2 = C2.U2 = 960µC. TH1: Nối hai bản cùng dấu với nhau
Tại chỗ nối: Tổng điện tích của các bản trước khi nối Qtruoc = 80C1 + 960.
Sau khi nối dấu điện tích trên mỗi bản không đổi. Điện tích của các tụ sau khi nối
Q1, = 20C1; Q2, = C2.U2 = 1200µC.
Tại chỗ nối: Tổng điện tích của các bản trước khi nối QSau = Q1, + Q2, = 20C1 + 1200
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích : Q truoc = QSau . 80C1 + 960 = 20C 1 + 1200 ta tính được C1 = 4µF TH2: Nối bản âm của tụ này với bản dương của tụ kia. Giả sử nối bản âm của tụ 2 với bản dương của tụ1. Tại chỗ nối: Tổng điện tích của các bản trước khi nối Qtruoc = 80C1 - 960.
Giả sử sau khi nối các bản tại chỗ nối đều tích điện âm. Điện tích của các tụ sau khi nối
Q1, = 20C1; Q2, = C2.U2 = 1200µC.
Tại chỗ nối: Tổng điện tích của các bản trước khi nối QSau = Q1, + Q2, = 20C1 + 1200
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích : Qtruoc = QSau . 80C1 - 960 = 20C1 + 1200 ta tính được C1 = 36µF >0.
Vậy điều giả sử là đúng.
19
Bài 5.3: Cho tụ điện AB, điện dung C 1 = 3 µF, điện tích q 1 = 6.10-4(C), A mang điện tích dương. Tụ DE có điện dung C2 = 4µF, điện tích q2 = 4,8.10- 4(C), D mang điện tích dương. Tính hiệu điện thế của bộ tụ khi:
a. Nối B và D.
b. Nối B và E
Bài giải:
a. Nối B và D.
Nối bản âm của tụ 1 với bản dương của tụ 2
U=U 1+U2= q1 + q2 =320V C 1 C 2 b. Nối B và E
Nối bản âm của tụ 1 với bản dương của tụ 2
U=U 1−U 2= q1
− q2
=80V
C1 C2