Question

Một tụ điện có điện dung C1 = 0.2μF  khoảng cách giwuax 2 bản tụ là d1 = 5 mm được nạp đến hiệu điện thế U1 = 100V. 

a. tính năng lượng của tụ điện

b. Ngắt tụ ra khỏi nguồn tính đọ biến thiên năng lượng của tụ khi 2 bản gần lại chỉ còn cách nhau khoảng d2 = 1mm

Answer 1

a) Năng lượng của tụ: \(W_{đ1}=\dfrac{1}{2}C_1.U_1^2=\dfrac{1}{2}0,2.10^{-6}.100^2=0,001(J)\)

b) Điện tích của tụ là: \(Q=C_1.U_1=0,2.10^{-6}.100=0,2.10^{-4}(C)\)

Điện dung của tụ: \(C=\dfrac{\varepsilon.S}{4\pi.k.d}\), khi khoảng cách 2 bản tụ giảm từ 5mm xuống 1mm là 5 lần thì điện dung của tụ tăng lên 5 lần.

\(\Rightarrow C_2=5C_1=10^{-6}(F)\)

Hai bản tụ lại gần nhau thì điện tích của tụ không đổi, do vậy năng lượng của tụ lúc này là: 

\(W_{đ2}=\dfrac{Q^2}{C_2}=\dfrac{(0,2.10^{-4})^2}{10^{-6}}=0,0004 (J)\)

Năng lượng của tụ đã biến thiên là:

\(\Delta W_đ=W_{đ1}-W_{đ2}=0,001-0,0004=0,0006(J)\)