Tụ điện là gì? Công thức tính điện tích của tụ điện? Bài tập tính điện tích của tụ điện? Đây là những câu hỏi mà các bạn học sinh lớp 11 băn khoăn. Tụ điện là kiến thức môn Vật Lý lớp 11 rất quan trọng, nó thường được áp dụng vào đề thi THPT. Cùng Top Nổi Bật tìm hiểu chuyên sâu về tụ điện nhé.
Xem thêm:
- Công thức máy phát điện xoay chiều lớp 12 và bài tập có lời giải
- Công thức con lắc đơn và bài tập có lời giải chi tiết
- Công thức tính điện dung của tụ điện và bài tập có lời giải
Khái niệm về tụ điện
Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động, được cấu tạo bởi hai bán cực đặt song song với nhau, và được ngăn cách bởi lớp điện môi. Khi có sự chênh lệch điện thế tại hai bề mặt, thì các bề mặt sẽ xuất hiện điện tích cùng điện lượng nhưng trái dấu.
Tính chất của tụ điện là cách điện 1 chiều nhưng cho phép dòng điện xoay chiều đi qua nhờ vào nguyên lý phóng nạp. Chúng được sử dụng trong những mạch điện tử như mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay chiều, mạch tạo dao động…
Tụ điện được ký hiệu là C, là từ viết tắt của Capacitior
Một số loại tụ điện đang được sử dụng rộng rãi
- Tụ hóa: Đây là loại tụ điện có phân cực (-), (+) và luôn có hình trụ. Trên thân của tụ được thể hiện giá trị của điện dung là 0,47 µF đến 4700 µF
- Tụ giấy, tụ mica và tụ gốm: Là loại tụ không phân cực và có hình dẹt. Trị số của nó được ký hiệu trên thân bằng ba số, điện dung của tụ này thường nhỏ và chỉ khoảng 0,47 µF
- Tụ xoay: Là loại tụ điện có thể xoay để giúp thay đổi giá trị của điện dung, và nó thường được lắp trong radio để thay đổi tần số của cộng hưởng khi ta dò đài.
- Tụ Lithium ion: Tụ này có năng lượng cực cao và được sử dụng để tích điện 1 chiều.
Nguyên lý hoạt động tụ điện
- Nguyên lý phóng nạp của tụ điện chính là khả năng tích trữ năng lượng điện giống như một chiếc ắc quy nhỏ dưới dạng năng lượng điện trường. Nó có thể lưu trữ hiệu quả những electron và phóng ra những điện tích này để tạo lên dòng điện. Mặt khác biệt của tụ điện với ắc quy là tụ điện không thể sinh ra những điện tích electron.
- Nguyên lý nạp xả của tụ điện chính là tính chất đặc trưng và cũng là nguyên lý cơ bản trong hoạt động của tụ điện đó. Nhờ vậy mà tụ điện mới có khả năng dẫn điện xoay chiều tốt.
Công thức tính điện tích của tụ điện
Công thức tính điện tích của tụ điện bằng điện dung của tụ điện nhân với hiệu điện thế
Q = C.U
Trong đó Q là điện tích của tụ điện
C là điện dung của tụ điện
U là hiệu điện thế
Bài tập tính điện tích của tụ điện có lời giải chi tiết
Bài tập 1: Trên vỏ của một tụ điện có ghi 30 µF – 200W. Nối hai bản tụ điện lại với hiệu điện thế là 120V. Hỏi điện tích của tụ điện bằng bao nhiêu?
Lời giải
Ta có: C = 30 µF = 30.10-6F, Umax = 200W
Khi nối hai bản tụ điện với hiệu điện thế 120V thì tụ sẽ tích điện là
Q = C.U = 30.10-6.120 = 3600.10-6 (C) = 36.10-4 (C)
Bài tập 2: Tích điện cho một tụ điện dung là 20 µF, hiệu điện thế là 120V. Sau đó cắt tụ điện ra khỏi nguồn điện. Hỏi điện tích q của bản tụ bằng bao nhiêu?
Lời giải
Áp dụng vào công thức tính tụ điện ta có:
Q = C.U = 20.10-6.120 = 24.10-4 (C)
Bài tập 3: Một tụ điện có điện dung là 4 µF. Khi đặt một hiệu điện thế là 6V vào hai bản tụ thì tụ điện tích được điện lượng bằng bao nhiêu?
Lời giải
Ta có: Q = C.U = 4.10-6.6 = 24.10-6 (C)
Hy vọng bài viết trên của chúng tôi sẽ giúp các bạn học sinh hiểu được tụ điện là gì, công thức tính điện tích của tụ điện và có thể dễ dàng giải những bài toán từ cơ bản đến nâng cao về tụ điện. Nếu như vẫn còn điều gì băn khoăn, hãy để lại bình luận bên dưới chúng tôi sẽ giúp giải đáp thắc mắc đó nhanh nhất.
