Bài 15: Năng lượng và ứng dụng của tụ điện

Hướng dẫn giải

Tham khảo:

Tụ điện là thiết bị được sử dụng để tích điện và phóng điện dựa vào năng lượng W mà tụ điện tích lũy được.

Tụ điện tích trữ năng lượng trong trường tĩnh điện giữa các bản cực. Do sự khác biệt về điện thế giữa các vật dẫn (ví dụ, khi một tụ điện được gắn vào pin), một điện trường đi qua chất điện môi, làm cho điện tích dương (+Q) thu về một cực và một điện tích âm (-Q) trên cực kia.

Như vậy, cần một công để dịch chuyển một lượng điện tích q từ bản này sang bản kia của tụ điện. Công này chính là năng lượng được dự trữ trong tụ điện dưới dạng năng lượng điện trường.

(Trả lời bởi HT.Phong (9A5))

Hướng dẫn giải

Ta có: \(A=\dfrac{1}{2}QU\)

Công tổng cộng để tích điện cho tụ từ trạng thái ban đầu đến khi có điện tích Q là năng lượng được dự trữ trong tụ điện dưới dạng năng lượng điện trường.

Và Q=CU nên thay vào công thức trên ta thu được:

\(W=\dfrac{1}{2}QU=\dfrac{1}{2}CU^2=\dfrac{Q^2}{2C}\)

(Trả lời bởi HT.Phong (9A5))

Hướng dẫn giải

Năng lượng dự trữ bên trong tụ là:

\(W=\dfrac{Q^2}{2C}=\dfrac{\left(3,2\cdot10^{-8}\right)^2}{2\cdot2\cdot10^{-12}}=2,56\cdot10^{-4}\left(J\right)\)

Vì năng lượng dự trữ trong tụ quá nhỏ nên tụ không thể duy trì được dòng đện trong mạch.

(Trả lời bởi HT.Phong (9A5))

Hướng dẫn giải

Tham khảo:

Một số ứng dụng của tụ điện trong thực tế:

Ứng dụng của tụ điện được sử dụng phổ biến trong kỹ thuật điện và điện tử. Ứng dụng trong hệ thống âm thanh xe hơi bởi tụ điện lưu trữ năng lượng cho bộ khuyếch đại được sử dụng. 

Tụ điện có thể để xây dựng các bộ nhớ kỹ thuật số động cho các máy tính nhị phân sử dụng các ống điện tửTrong các chế tạo đặc biệt về vấn đề quân sự, ứng dụng của tụ điện dùng trong các máy phát điện, thí nghiệm vật lý, radar, vũ khí hạt nhân,...

Ứng dụng của tụ điện trong thực tế lớn nhất là việc áp dụng thành công nguồn cung cấp năng lượng, tích trữ năng lượngVà nhiều hơn nữa những tác dụng của tụ điện như xử lý tín hiệu, khởi động động cơ, mạch điều chỉnh,...

Hiện nay, hầu hết các sản phẩm bếp từ đều được trang bị một tụ điện. Nó không chỉ là một trong năm linh kiện quan trọng nhất trong mỗi thiết bị điện từ. Mà còn là linh kiện quan trọng bậc nhất trong bo mạch của bếp từ.

(Trả lời bởi HT.Phong (9A5))

Hướng dẫn giải

a) Hiệu điện thế giữa hia bạn tụ điện:

\(U=\dfrac{Q}{C}=\dfrac{32}{9,27\cdot10^{-9}}=3,5\cdot10^9V\)

b)  Năng lượng của tụ điện:

\(W=\dfrac{Q^2}{2C}-\dfrac{32^2}{2\cdot9,27\cdot10^{-9}}=5,5.10^{10}\left(J\right)\)

(Trả lời bởi HT.Phong (9A5))

Hướng dẫn giải

a) Năng lượng của tụ:

\(W=\dfrac{1}{2}CU^2=\dfrac{1}{2}\cdot70\cdot10^{-6}\cdot5000^2=875\left(J\right)\)

b) Công suất trung bình:

\(P=\dfrac{200}{2\cdot10^{-3}}=100000\left(W\right)\)

(Trả lời bởi HT.Phong (9A5))