intTypePromotion=3

Bài giảng Tĩnh điện học: Phần III - ĐHBK TP.HCM

Chia sẻ: Nguyễn Thị Ngọc Lựu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:20

0
60
lượt xem
11
download

Bài giảng Tĩnh điện học: Phần III - ĐHBK TP.HCM

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Tĩnh điện học: Phần III: Điện dung và tụ điện, trình bày các kiến thức về: điện dung, khái niệm tụ điện phẳng, năng lượng của tụ điện, ghép nối tụ, ghép song song, ghép nối tiếp. Đây là tài liệu học tập và giảng dạy dành cho sinh viên và giảng viên ngành Điện.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Tĩnh điện học: Phần III - ĐHBK TP.HCM

  1. Đại học Quốc Gia TpHCM Trường Đại học Bách khoa PHẦN III: 1
  2. Đại học Quốc Gia TpHCM Trường Đại học Bách khoa Nội dung v Điện dung v Tụ điện phẳng Ø Khái niệm Ø Tụ điện phẳng 1 Farad v Năng lượng của tụ điện v Ghép nối tụ Ø Ghép song song Ø Ghép nối tiếp 2
  3. Đại học Quốc Gia TpHCM Trường Đại học Bách khoa Điện dung của vật dẫn cô lập Q (Coulomb C ( Fara ) = V (Von) Điện dung vật dẫn cô lập là điện tích cần thiết cung cấp để điện thế vật dẫn tăng lên một vôn 3
  4. Đại học Quốc Gia TpHCM Trường Đại học Bách khoa Điện dung tụ điện § Tụ điện được định nghĩa là một hệ thống gồm hai hay nhiều vật dẫn được gọi là các bản của tụ điện đặt cách điện với nhau. § Điện dung C của một tụ điện được định nghĩa là thương số giữa độ lớn điện tích của các tụ điện và giá trị Surface = A tuyệt đối của hiệu điện thế giữa các bản tụ. 4
  5. Đại học Quốc Gia TpHCM Trường Đại học Bách khoa Điện dung (tt) § Khái niệm và kí hiệu Q V2 (> V1) V1 Q = C(V2 - V1) C Q  Q  C ≡ =  U=∆V : HĐT U  ∆V  § Đơn vị: Fara (F) –1F=1C/V – Fara thì rất lớn § Ta thường gặp µF (10-6 F) hay pF (10-12 F) 5
  6. Đại học Quốc Gia TpHCM Trường Đại học Bách khoa Tụ điện phẳng ØĐiện dung của tụ điện phụ thuộc vào dạng hình học của tụ điện Ø Với một tụ điện phẳng, những bản tụ là những mặt phẳng song song được ngăn cách nhau bằng điện môi ở Surface = A khoảng cách là d. 6
  7. Đại học Quốc Gia TpHCM Trường Đại học Bách khoa Tính C của tụ điện phẳng VA z +QA e σA A E= σ -QB d ε0 0 σB=- σA VB σA A e Tính VA-VB ∫ dV = − E ⋅ dz → dV = − ( − B ε0 ∫ ) dz 0 σA V ( e ) −V ( 0 ) = V A −VB = d A ε0 C = εo σA = QA → V A − VB = QA d d A A ε0 Hằng số điện môi 7
  8. Đại học Quốc Gia TpHCM Trường Đại học Bách khoa Điện dung của tụ cầu và trụ R1 R2 C = 4πεε 0 R2 − R1 l C = 2πεε 0 . R2 ln R1 8
  9. Đại học Quốc Gia TpHCM Trường Đại học Bách khoa Tụ điện phẳng 1 Farad Giả sử tụ điện phẳng có điện dung là 1 Fara với khoảng cách hai bản tụ là d= 1 mm 1. Diện tích mỗi mặt phẳng là bao nhiêu ? 2. Nếu chúng ta cho hiệu điện thế giữa hai bản tụ là 2V, điện tích mà chúng sẽ tích được là bao nhiêu? A Cd Giải : 1) C =ε0 ⇔ A= d ε0 9
  10. Đại học Quốc Gia TpHCM Trường Đại học Bách khoa Tụ điện phẳng 1 Farad (tt) −3 1× 10 A= = 1,13.10 8 m 8 , 85.10 −12 Điều này tương ứng với một bản tụ là 10km vuông !! Khẳng định : Fara là một đơn vị rất lớn 2) Q = CV = 1× 2 = 2 C 10
  11. Đại học Quốc Gia TpHCM Trường Đại học Bách khoa Năng lượng tụ điện Ø Tụ điện chứa điện tích. Ø Chúng ta phải thực hiện công để tích điện cho tụ. Ø Công này làm tăng thế năng của bản tụ. Như vậy tụ tích trữ năng lượng. Như vậy ta cần thực hiện một công bằng bao nhiêu để tích điện cho tụ? 11
  12. Đại học Quốc Gia TpHCM Trường Đại học Bách khoa Năng lượng tụ điện (tt) Gọi q là điện tích của tụ dưới hiệu điện thế là U. Ta có : q U= C Công dw mà chúng ta phải cung cấp để tăng một lượng điện tích dq được cho bởi: q dW = Udq = dq C 12
  13. Đại học Quốc Gia TpHCM Trường Đại học Bách khoa Năng lượng tụ điện (tt) Như vậy công toàn phần sẽ thực hiện là : Q 2 1 Q ∫ W = dW = C ∫ q dq = 0 2C Năng lượng thế năng được dự trữ cho tụ chính là công mà ta thực hiện để tích được cho tụ một điện tích là Q 2 Q EP = W = = 2 CU = 12 QU 1 2 2C 13
  14. Đại học Quốc Gia TpHCM Trường Đại học Bách khoa Năng lượng tụ điện (tt) Năng lượng điện trường định xứ trong không gian thể tích V: 1 W = ∫ we .dV we = εε 0 E 2 V 2 we là mật độ năng lượng điện trường tại một điểm 14
  15. Đại học Quốc Gia TpHCM Trường Đại học Bách khoa Ghép tụ song song + • Song song _ V C1 C2 C1 lấy một điện tích Q1 = C1 V. C2 lấy một điện tích Q2 = C2 V. Chúng ta có thể thay chúng bằng một tụ điện tương đương… + + (Q1+Q2) V Ceq _ – (Q1+Q2) 15
  16. Đại học Quốc Gia TpHCM Trường Đại học Bách khoa Ghép tụ song song (tt) + + (Q1+Q2) V Ceq _ – (Q1+Q2) Ceq = (Q1 + Q2) / V = C1 + C2 Mắc song song – Điện dung được cộng lại. 16
  17. Đại học Quốc Gia TpHCM Trường Đại học Bách khoa Ghép tụ nối tiếp +Q -Q + +Q U C1 C2 _ -Q Q1 = Q2 U1 + U2 = U Định luật bảo toàn điện tích! +Q -Q + +Q U C1 , U1 C2 U2 _ -Q U1 = Q / C1 U2 = Q / C2 U = U1 + U2 17
  18. Đại học Quốc Gia TpHCM Trường Đại học Bách khoa Ghép tụ nối tiếp (tt) Chúng ta có thể thay bằng một mạch tương đương… + +Q Ctđ = Q / U V U, Ctđ _ -Q Q 1 1 1 Ctđ = = + Q / C1 + Q / C2 Ctd C1 C2 Nghịch đảo của điện dung tương đương bằng tổng của nghịch đảo những điện dung thành phần 18
  19. Đại học Quốc Gia TpHCM Trường Đại học Bách khoa Kết thúc cốt lõi Những vấn đề quan trọng cần nắm trong phần này: Q Ø Điện dung vật dẫn cô lập: C= V Q Ø Điện dung tụ: C= U Ø Năng lượng của điện trường. W = ∫ we .dV 1 we = εε 0 E 2 V 2 19
  20. Đại học Quốc Gia TpHCM Trường Đại học Bách khoa Kết thúc cốt lõi Những vấn đề quan trọng cần nắm trong phần này: Ø Ghép tụ ØSong song: ØU1=U2=....=Un ØC=C1+C2+.......+Cn ØQ=Q1+Q2+.......+Qn ØNối tiếp ØQ1=Q2=....=Qn ØU=U1+U2+.......+Un Ø1/C1=1/C1+1/C2+.......+1/Cn 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản