Điện dung là gì? Công thức tính điện dung của tụ điện như thế nào? Bài tập tính điện dung của tụ điện? Đây là những “từ khóa” đang được rất nhiều bạn học sinh tìm kiếm. Nó là kiến thức môn Vật Lý lớp 11 rất quan trọng, mà không được bỏ qua. Vậy nên hãy Góc Yêu Bé tìm hiểu chi tiết vấn đề này nhé.
Xem thêm:
- Công thức tính điện tích của tụ điện và bài tập có lời giải
- Công thức tính dung kháng của tụ điện và bài tập có lời giải
- Công thức tính lực đàn hồi lớp 10 và bài tập có lời giải
Khái niệm về điện dung của tụ điện
Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động, nó cấu tạo bởi hai bản cực đặt song song với nhau, và được ngăn cách bởi lớp điện môi. Tụ điện có tính chất cách điện 1 chiều nhưng nó lại cho dòng điện xoay chiều đi qua nhờ nguyên lý phóng nạp.
Điện dung chính là đại lượng khẳng định khả năng tích điện trên cả hai bản cực của tụ điện. Bởi vậy, điện dung của tụ điện sẽ phụ thuộc vào diện tích của bản cực, vật liệu làm chất điện môi và khoảng cách giữa hai bản cực.
Công thức tính điện dung của tụ điện
Công thức tính điện dung của tụ điện bằng điện tích của tụ điện chia cho hiệu điện thế giữa hai bản tụ
C = q/U
Trong đó: C là điện dung của tụ điện (đơn vị F)
q là điện tích của tụ điện
U là hiệu điện thế giữa 2 bản tụ (đơn vị V)
Ngoài ra, ta còn có những công thức tính điện dung của tụ điện có cấu tạo đặc biệt như:
Công thức điện dung của tụ điện phẳng
C = ↋↋0S/d = ↋S/4πkd
Trong đó: d là độ dày của lớp cách điện hay chính là khoảng cách giữa 2 bản tụ (m)
S là điện tích của bản tụ (đơn vị m2)
Công thức điện dung của tụ điện trụ
C = 2πh↋0/(ln.R2/R1)
Trong đó h là chiều cao của bản tụ (m)
R1 là bán kính tiết diện mặt trụ trong
R2 là bán kính tiết diện của mặt trụ ngoài
Công thức điện dung của tụ điện cầu
C = (4π↋0.R1.R2)/(R2 – R1)
Trong đó R1 là bán kính mặt cầu trong
R2 là bán kính mặt cầu ngoài
Công thức tính điện dung của một bộ tụ điện
Trường hợp 1: Ghép song song
C = ⅀Ci
Trường hợp 2: Ghép nối tiếp
1/C = ⅀. (1/Ci)
Bài tập tính điện dung của tụ điện lớp 11 có lời giải chi tiết
Bài tập 1: Đặt vào hai đầu của tụ điện một hiệu điện thế là 10V thì tụ tích được một điện lượng là 20.10-8C. Hỏi điện dung của tụ điện bằng bao nhiêu?
Lời giải
Áp dụng công thức điện dung của tụ điện ta có:
C = q/U = 2.10-8 F = 2nF
Bài tập 2: Một tụ điện có điện dung là 5.10-7F. Điện tích của tụ điện = 98 µC. Hỏi điện điện thế trên hai bản tụ điện bằng bao nhiêu?
Ta có: U = Q/C = (98.10-7)/ (5.10-7) = 19,6 V
Bài tập 3: Để tụ tích một điện lượng 10 nC thì đặt vào hai đầu tụ của một hiệu điện thế là 3V. Để tụ tích được một điện lượng là 3,5 nC thì phải đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế.
Lời giải
Ta có điện dung của tụ điện là:
C = q/U = 10-9/2F
Để tụ đó tích được một điện lượng là 2,5 nC thì phải đặt vào hai đầu tụ một hiệu điện thế là:
U’ = q’/C’ = (3,5 x 10-9) / (0,5 x 10-9) = 7 V
Hy vọng với những kiến thức về điện dung tụ điện ở trên sẽ giúp bạn đọc hiểu và nhớ công thức. Ngoài ra, những bài tập có lời giải đáp về điện dung tụ điện ở trên sẽ giúp các em học sinh hiểu, và áp dụng chính xác công thức điện dung tụ điện.
