Giới thiệu chuyên đề tụ điện, năng lượng của tụ điện vật lí lớp 11 chương điện tích điện trường.
Chuyên đề tụ điện, năng lượng của tụ điện bao gồm bài giảng tụ điện, năng lượng của tụ điện, bài tập trắc nghiệm tụ điện, năng lượng của tụ điện. Chuyên đề chia làm nhiều trang các em nhớ chuyển trang theo mục lục để xem hết chuyên đề.

Mục lục chuyên đề tụ điện, năng lượng của tụ điện

• Bài giảng tụ điện là gì, năng lượng điện trường của tụ điện
• Bài tập tụ điện, năng lượng điện trường của tụ điện, ghép tụ chưa tích điện
• Bài tập ghép tụ đã tích điện, dịch chuyển điện tích
• Bài tập trắc nghiệm tụ điện, năng lượng điện trường của tụ điện

Video: Bài giảng trực tuyến Tụ điện, năng lượng điện trường của tụ điện

Tụ điện là gì?
Là một thiết bị có khả năng chứa điện tích và phóng ra dòng điện tích khi cần.

xem thêm: Điện tích là gì? lịch sử vật lí điện từ

chai Leyden - hình thái đầu tiên của tụ điện (thiết bị đựng điện tích, phóng điện)​

Cấu tạo của chai Leyden rất đơn giản, gồm hai ống kim loại được ngăn cách với nhau bằng một lớp cách điện (ống nhựa)

Video cách tích điện cho tụ điện phẳng

Tụ điện phẳng: gồm hai vật dẫn bằng kim loại (hai bản tụ) đặt song song với nhau ngăn cách với nhau bằng một lớp cách điện (không khí, giấy, meka ...)

​

Kí hiệu tụ điện trong mạch điện​

Để tích điện cho tụ, người ta nối hai bản của tụ điện với một nguồn điện, bản tụ nối với cực dương của nguồn điện sẽ tích điện dương (+Q), bản tụ nối với cực âm của nguồn điện sẽ tích điện âm (-Q).

Điện tích Q = +Q = |-Q| được gọi là điện tích của tụ điện.
Sự chênh lệch điện thế giữa hai bản tụ được gọi là hiệu điện thế của tụ điện

Điện dung của tụ điện
Là đại lượng vật lí đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ được gọi là điện dung
Biểu thức điện dung của tụ

\[C=\dfrac{Q}{U}\]​

Trong đó:

• C: điện dung (F)
• Q: điện tích của tụ (C)
• U: hiệu điện thế của tụ (V)
• Đơn vị dẫn suất: 1pF =10^-12F; 1nF =10^-9F; 1µF =10^-6F

Đối với tụ phẳng điện dung của tụ còn được xác định thông qua biểu thức

\[C=\dfrac{\varepsilon S}{9.10^{9}4\pi d}\]​

Trong đó:

• S: diện tích phần đối diện nhau của bản tụ (m²)
• ε: hằng số điện môi
• d: khoảng cách giữa hai bản tụ (m)

Mỗi tụ điện đều có gi giá trị hiệu điện thế giới hạn và điện dung của tụ. Hình trên giá trị hiệu điện thế giới hạn là 50V, điện dung của tụ là 10µF.

Khi hiệu điện thế đặt vào tụ lớn hơn hiệu điện thế giới hạn tụ sẽ bị đánh thủng

Ghép tụ điện:
Ghép song song

U = U₁ = U₂ = U₃
Q = Q₁ + Q₂ + Q₃
C = C₁ + C₂ + C₃​

Ghép nối tiếp:

U = U₁ + U₂ + U₃
Q = Q₁ = Q₂ = Q₃
=> \[\dfrac{1}{C}=\dfrac{1}{C_{1}}+\dfrac{1}{C_{2}}+\dfrac{1}{C_{3}}\]​

Năng lượng điện trường của tụ điện
Khi tụ được tích điện, hai bản của tụ điện tích điện trái dấu nhau nên hình thành một điện trường hướng từ bản dương sang bản âm của tụ. Điện trường này có khả năng sinh ra năng lượng (thế năng) nên được gọi là năng lượng điện trường của tụ.
Biểu thức xác định năng lượng điện trường của tụ

\[W=\dfrac{Q^{2}}{2C}=\dfrac{CU^{2}}{2}\]​

Xem thêm:
Tổng hợp lý thuyết, bài tập vật lí lớp 11 chương điện tích, điện trường

nguồn: vật lí trực tuyến