zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

Bài giảng Vật lý 1: Vật dẫn – Tụ điện

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Báo xấu

55
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Vật lý 1: Vật dẫn - Tụ điện" cung cấp cho người học các kiến thức: Vật dẫn ở trạng thái cân bằng tĩnh điện, hiện tượng cảm ứng điện, điện dung của vật dẫn, của tụ điện, tụ điện trong mạch, năng lượng của vật dẫn, tụ điện. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật lý 1: Vật dẫn – Tụ điện

14/05/2017 ĐIỆN TỪ VẬT DẪN – TỤ ĐIỆN TS. Nguyễn Kim Quang 1. Vật dẫn ở trạng thái cân bằng tĩnh điện 2. Hiện tượng cảm ứng điện 3. Điện dung của vật dẫn, của tụ điện 4. Tụ điện trong mạch 5. Năng lượng của vật dẫn, tụ điện 1 ĐIỆN TỪ VẬT DẪN – TỤ ĐIỆN TS. Nguyễn Kim Quang 1. Vật dẫn ở trạng thái cân bằng tĩnh điện Dưới tác dụng điện trường ngoài E, e trong vật dẫn di chuyển ngược chiều điện trường. Điện tích phân bố lại và sinh ra điện trường trong E’ ngược chiều E. Điện trường E’ tăng dần đến khi điện trường tổng hợp bên trong vật dẫn triệt tiêu thì các điện tích ngừng dịch chuyển: Vật dẫn cân bằng tĩnh điện, Etrong = 0 2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1
14/05/2017 ĐIỆN TỪ VẬT DẪN – TỤ ĐIỆN TS. Nguyễn Kim Quang 1. Vật dẫn ở trạng thái cân bằng điện- Tính chất 1) Điện trường tại mọi điểm bên trong vật dẫn bằng 0. 2) Điện tích chỉ phân bố trên bề mặt vật dẫn. 3) Vec tơ điện trường trên mặt vật dẫn vuông góc với bề mặt. 4) Điện tích tập trung càng nhiều nơi có bán kính cong càng nhỏ. 5) Vật dẫn là vật đẳng thế. (Vvật dẫn= hằng) 3 ĐIỆN TỪ VẬT DẪN – TỤ ĐIỆN TS. Nguyễn Kim Quang 1. Vật dẫn ở trạng thái cân bằng điện - Tính chất (Corona discharge) (Discharger on airplane) (Lightning rod) 4 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2
14/05/2017 ĐIỆN TỪ VẬT DẪN – TỤ ĐIỆN TS. Nguyễn Kim Quang 1. Vật dẫn ở trạng thái cân bằng điện - Tính chất (Coaxial cable) (Discharger on airplane) (Faraday cage) (Electromagnetic shielding cages ) 5 ĐIỆN TỪ VẬT DẪN – TỤ ĐIỆN TS. Nguyễn Kim Quang (Thanh phóng điện tích trên cánh máy bay VN - Airbus A321) 6 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3
14/05/2017 ĐIỆN TỪ VẬT DẪN – TỤ ĐIỆN TS. Nguyễn Kim Quang 2. Hiện tượng cảm ứng điện (điện hưởng) Hiện tượng các điện tích cảm ứng xuất hiện trên vật dẫn khi đặt trong điện trường ngoài được gọi là hiện tượng cảm ứng điện hay điện hưởng. Điện hưởng một phần và điện hưởng toàn phần. Điện hưởng một phần Điện hưởng toàn phần 7 ĐIỆN TỪ VẬT DẪN – TỤ ĐIỆN TS. Nguyễn Kim Quang 3. Điện dung của vật dẫn, tụ điện Vật dẫn khi tích điện Q thì điện thế là V tỉ lệ với Q. Q Định nghĩa điện dung của vật dẫn: C= , F=C/V (Farad) V Tụ điện được cấu tạo bởi 2 vật dẫn đặt tách rời nhau. Khi tích điện, hai vật dẫn có điện tích bằng nhau và trái dấu (điện hưởng toàn phần), hiệu điện thế U. Q Định nghĩa điện dung của tụ điện: C= , F=C/V (Farad) U (Tụ điện phẳng) (Tụ điện cầu) (Tụ điện trụ) 8 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 4
14/05/2017 ĐIỆN TỪ VẬT DẪN – TỤ ĐIỆN TS. Nguyễn Kim Quang 3. Điện dung của vật dẫn, tụ điện - Điện môi Đặt điện môi vào giữa 2 bản tụ điện trong khi điện tích không đổi. Điện tích cảm ứng ở mặt điện môi làm điện trường và hiệu điện thế giữa hai bản giảm cùng tỉ lệ K (phụ thuộc chất điện môi). Độ điện thẩm của chất điện môi: ε = Kε0 (K 1). σ σ σ E0 = → E= = ε0 ε Kε0 σ Biểu diễn khác: E = ε0 ε (Chân không) (Điện môi) ( : độ điện thẩm tỉ đối của điện môi đối với chân không) Điện dung tụ điện khi có điện môi: C0 → C = K. C0 9 ĐIỆN TỪ VẬT DẪN – TỤ ĐIỆN TS. Nguyễn Kim Quang The effect of a dielectric on the electric field of a capacitor 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 5
14/05/2017 ĐIỆN TỪ VẬT DẪN – TỤ ĐIỆN TS. Nguyễn Kim Quang Capacitance and the computer keyboard 11 ĐIỆN TỪ VẬT DẪN – TỤ ĐIỆN TS. Nguyễn Kim Quang 3. Điện dung của vật dẫn, tụ điện 1) Điện dung tụ điện phẳng: Ứng dụng định luật Gauss  Điện trường giữa 2 bản tụ điện phẳng: σ Q E= = ε εS Hiệu điện thế giữa 2 bản: Qd Q Vab = U = E. d = = εS C Điện dung tụ điện phẳng: S C=ε d 12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 6
14/05/2017 ĐIỆN TỪ VẬT DẪN – TỤ ĐIỆN TS. Nguyễn Kim Quang 3. Điện dung của vật dẫn, tụ điện 2) Điện dung tụ điện cầu: Ứng dụng định luật Gauss  Điện trường giữa 2 mặt cầu (có phương xuyên tâm): Q E= 4πεr 2 Hiệu điện thế giữa 2 bản tụ điện: 𝑏 𝑏 U = න E ∙ dԦr = න E. dr 𝑎 𝑎 𝑏 Q dr Q Q Q b−a Q U= න 2= − = = 4πε r 4πε. a 4πε. b 4πε a. b C 𝑎 a. b Điện dung tụ điện cầu: C = 4πε b−a 13 ĐIỆN TỪ VẬT DẪN – TỤ ĐIỆN TS. Nguyễn Kim Quang 3. Điện dung của vật dẫn, tụ điện 3) Điện dung tụ điện trụ: Ứng dụng định luật Gauss  Điện trường giữa 2 mặt trụ có phương xuyên tâm: λ E= 2πεr Hiệu điện thế giữa 2 bản tụ điện: 𝑏 𝑏 U = න E ∙ dԦr = න E. dr 𝑎 𝑎 𝑏 λ dr λ b Q λL U= න = ln = = 2πε r 2πε a C C 𝑎 2πεL Điện dung tụ điện trụ: C = 𝑏 ln 𝑎 14 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 7
14/05/2017 ĐIỆN TỪ VẬT DẪN – TỤ ĐIỆN TS. Nguyễn Kim Quang 4. Tụ điện trong mạch 1) Nối song song (Parallel connection): Q1 Q2 C1 = C2 = ∆V ∆V Q = Q1 + Q 2 = C1 ∆V + C2 ∆V = C1 + C2 ∆V = Ceq ∆V 𝑁 ⇒ Ceq = C1 + C2 ⇒ Ceq = ෍ Ci 𝑖=1 15 ĐIỆN TỪ VẬT DẪN – TỤ ĐIỆN TS. Nguyễn Kim Quang 4. Tụ điện trong mạch 2) Nối tiếp (Series connection): Q Q Q ∆V1 = ; ∆V2 = ; ∆V = C1 C2 Ceq Q Q Q 1 1 1 ∆V = ∆V1 + ∆V2 ⇒ = + ⇒ = + Ceq C1 C2 Ceq C1 C2 𝑁 1 1 ⇒ =෍ Ceq Ci 𝑖=1 16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8
14/05/2017 ĐIỆN TỪ VẬT DẪN – TỤ ĐIỆN TS. Nguyễn Kim Quang 17 ĐIỆN TỪ VẬT DẪN – TỤ ĐIỆN TS. Nguyễn Kim Quang 5. Năng lượng của vật dẫn tích điện, của tụ điện q Công cần thiết để truyền cho tụ điện một điện tích dq: dW = U. dq = dq C W Q 1 Q2 Công cung cấp cho tụ từ điện tích q = 0  Q: W = න dW = න q. dq = C 2C 0 0 Q2 1 2 1 Năng lượng của vật dẫn: W= = CV = QV 2C 2 2 Q2 1 2 1 Năng lượng của tụ điện: W= = CU = QU 2C 2 2 W 1 Mật độ năng lượng điện trường: we = = ε εE 2 (J/m3) V 2 0 Năng lượng điện trường trong thể tích V: W = න we dV V 18 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 9
14/05/2017 ĐIỆN TỪ VẬT DẪN – TỤ ĐIỆN TS. Nguyễn Kim Quang TÓM TẮT CÔNG THỨC 1) Điện trường bên trong vật dẫn bằng 0: Etrong= 0 2) Điện trường ngay mặt ngoài vật dẫn vuông góc với bề mặt: E=/ . 3) Vật dẫn là vật đẳng thế. Q 4) Điện dung của vật dẫn: C= , F (Farad) V Q 5) Điện dung của tụ điện: C= , F (Farad) U S 6) Điện dung tụ điện phẳng: C = ε d 7) Điện dung tụ điện cầu: a. b C = 4πε b−a 2πεL 8) Điện dung tụ điện trụ: C = b ln a 19 ĐIỆN TỪ VẬT DẪN – TỤ ĐIỆN TS. Nguyễn Kim Quang TÓM TẮT CÔNG THỨC 𝑁 9) Tụ điện nối song song: Ceq = ෍ Ci 𝑖=1 𝑁 1 1 10) Tụ điện nối tiếp: =෍ Ceq Ci 𝑖=1 Q2 1 2 1 11) Năng lượng của vật dẫn: W= = CV = QV (J) 2C 2 2 Q2 1 1 12) Năng lượng của tụ điện: W = = CU 2 = QU 2C 2 2 W 1 13) Mật độ năng lượng điện trường: we = = ε0 εE 2 (J/m3) V 2 14) Năng lượng điện trường trong thể tích V: W = න we dV (J) V 20 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 10

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.