Máy tính tụ điện (nối tiếp, song song, điện tích và năng lượng)
Nhập số liệu của bạn. Đáp án và lời giải chi tiết cập nhật khi bạn gõ.
Kết quả
| Tụ điện | Điện dung | Điện áp | Điện tích | Năng lượng |
|---|---|---|---|---|
| C1 | 10 µF | 7,197 V | 71,97 µC | 259 µJ |
| C2 | 22 µF | 3,271 V | 71,97 µC | 117,7 µJ |
| C3 | 47 µF | 1,531 V | 71,97 µC | 55,11 µJ |
Kết hợp các tụ điện nối tiếp hoặc song song, và tìm điện tích và điện áp của từng tụ, hoặc tính điện tích Q = C·V và năng lượng tích trữ E = ½·C·V² của một tụ điện đơn. Chế độ thứ ba cho điện dung của một tụ phẳng từ diện tích bản, khe hở và chất điện môi, và kiểm tra xem điện trường có đánh thủng không khí trong khe hở hay không.
Lời giải từng bước
Nối tiếp: cộng các nghịch đảo
Điện tích và năng lượng
Công thức chính
- Hằng số thời gian
- τ = RC | τ = L/R
- Đáp ứng
- x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ
- Tụ điện ở chế độ một chiều
- hở mạch; vC không thể nhảy vọt
Cách tính tụ điện nối tiếp và song song
- Song song: các tụ điện có cùng điện áp, nên điện tích của chúng cộng lại. Điện dung tương đương là tổng: C = C₁ + C₂ + C₃.
- Nối tiếp: mọi tụ điện mang cùng một điện tích. Hãy cộng các nghịch đảo: 1/C = 1/C₁ + 1/C₂ + 1/C₃. Kết quả nhỏ hơn tụ nhỏ nhất.
- Với điện áp V trên toàn bộ tổ hợp, tổng điện tích là Q = C·V và năng lượng tích trữ là E = ½·C·V².
- Khi nối tiếp mỗi tụ điện có điện áp Vᵢ = Q/Cᵢ, nên tụ nhỏ nhất có điện áp lớn nhất. Khi song song mỗi điện tích là Qᵢ = Cᵢ·V.
- Với tụ phẳng, C = ε₀·εr·A/d với ε₀ = 8,854 × 10⁻¹² F/m, diện tích bản A theo m² và khe hở d theo m.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao tụ điện nối tiếp và điện trở nối tiếp ngược nhau?
Điện trở nối tiếp cộng lại vì dòng điện chạy qua từng cái lần lượt. Các tụ điện nối tiếp hoạt động như một tụ điện có chất điện môi dày hơn, nên điện dung giảm; chính các nghịch đảo mới cộng lại. Khi song song, diện tích bản về hiệu quả cộng lại, nên các điện dung cộng lại.
Một tụ điện tích trữ bao nhiêu năng lượng?
E = ½·C·V² = ½·Q·V = Q²/(2C). Một tụ 470 µF được nạp đến 25 V tích trữ ½ × 470 × 10⁻⁶ × 25² = 0,147 J. Các tụ điện lớn có thể vẫn còn điện tích sau khi ngắt nguồn, vì vậy hãy xả điện trước khi chạm vào các chân.
Hằng số điện môi tương đối εr là gì?
Nó cho biết một chất điện môi làm tăng điện dung bao nhiêu so với chân không. Không khí khoảng 1,0006, PTFE khoảng 2,1, thủy tinh khoảng 5 đến 10 và các chất điện môi gốm từ khoảng 10 đến vài nghìn.
Tụ điện nên có điện áp định mức bao nhiêu?
Cao hơn điện áp lớn nhất mà nó sẽ chịu, thường với biên độ dự phòng 20% đến 50%. Khi nối tiếp, điện áp không được chia đều trừ khi các tụ điện bằng nhau, nên hãy kiểm tra từng tụ bằng Vᵢ = Q/Cᵢ.
Tự luyện tập
Luyện tập Quá độ RC và RL
Máy tính chỉ cho đáp án. Trong kỳ thi bạn cần phương pháp: hãy luyện nó với bài tập mới, gợi ý và lời giải chi tiết.