2 Tụ điện C1 = C2 Mắc Song Song - Mua Trâu

Tụ điện mắc song song

Các tụ điện được nối song song với nhau khi cả hai đầu của nó được nối với mỗi đầu của tụ điện khác.

Điện áp (Vc) được nối trên tất cả các tụ điện mắc song song là như nhau. Các tụ điện song song có nguồn cấp điện áp chung. Ví dụ trường hợp đoạn mạch AB có 3 tụ mắc song song với nhau với VAB = 12V thì

VC1 = VC2 = VC3 = VAB = 12V

Khi mắc các tụ điện song song điện dung tổng hoặc tương đương CT trong mạch bằng tổng của tất cả các tụ điện riêng lẻ mắc vào nhau. Điều này là do bản trên cùng của tụ điện, C1 được nối với bản trên cùng của C2 được nối với bản trên của C3, v.v.

Điều này cũng đúng với các bản dưới cùng của tụ điện. Khi đó, nó giống như khi ba bộ bản tụ điện chạm vào nhau và bằng một bản tụ điện đơn lớn, do đó làm tăng diện tích hiệu dụng bản tụ điện tính bằng m2.

Vì điện dung, C liên quan đến diện tích bản tụ (C = ε (A / d)) nên giá trị điện dung kết hợp cũng sẽ tăng lên. Nói cách khác, tổng điện dung bằng tổng của tất cả các điện dung riêng lẻ song song. Bạn có thể thấy tổng điện dung của các tụ điện song song giống như tổng điện trở của các điện trở nối tiếp.

Tụ điện mắc nối tiếp

Đối với các tụ điện mắc nối tiếp, dòng điện nạp (iC) chạy qua các tụ điện là giống nhau cho tất cả các tụ điện vì nó chỉ có một đường đi.

Khi đó, các tụ điện mắc nối tiếp đều có cùng cường độ dòng điện chạy qua chúng là

It = I1 = I2 = I3, v.v …

Do đó mỗi tụ điện sẽ lưu trữ cùng một lượng điện tích Q trên các bản tụ điện bất kể điện dung của nó. Điều này là do điện tích được tích trữ bởi một bản của một tụ điện bất kỳ phải đến từ bản của tụ điện liền kề của nó. Do đó, các tụ điện mắc nối tiếp với nhau phải có cùng điện tích.

Qt = Q1 = Q2 = Q3…

Xét đoạn mạch trong đó ba tụ điện C1, C2 và C3 mắc nối tiếp với nhau thành một nhánh nối tiếp qua một nguồn điện áp giữa hai điểm A và B.

Trong đoạn mạch song song trước ta thấy rằng tổng điện dung, CT của đoạn mạch bằng tổng của tất cả các tụ riêng lẻ mắc vào nhau. Tuy nhiên, trong một mạch nối tiếp, CT điện dung tổng hoặc tương đương được tính khác.

Trong đoạn mạch nối tiếp phía trên bản bên phải của tụ điện thứ nhất, C1 nối với bản bên trái của tụ điện thứ hai, C2 có bản bên phải nối với bản bên trái của tụ điện thứ ba là C3. Kết nối nối tiếp này có nghĩa là trong mạch điện một chiều, tụ điện C2 được cách ly hiệu quả khỏi mạch.

Kết quả của việc này là diện tích hiệu dụng bản tụ đã giảm xuống điện dung riêng lẻ nhỏ nhất được mắc trong chuỗi nối tiếp. Do đó, điện áp rơi trên mỗi tụ điện sẽ khác nhau tùy thuộc vào giá trị của điện dung riêng lẻ.

Khi tmắc các tụ điện nối tiếp, nghịch đảo (1 / C) của các tụ điện riêng lẻ được cộng lại với nhau (giống như các điện trở mắc song song) thay vì chính điện dung của chúng. Khi đó tổng giá trị của các tụ điện mắc nối tiếp bằng nghịch đảo của tổng nghịch đảo của các điện dung riêng lẻ.

1/Ct = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 +...

1. Tính giá trị tụ mắc nối tiếp.

Liên quan: cách mắc tụ điện

Các tụ điện mắc nối tiếp giá trị điện dung tương đương C tđ được tính bởi công thức : 1/ C tđ = (1 / C1 ) + ( 1 / C2 ) + ( 1 / C3 ) Trường hợp chỉ có 2 tụ mắc nối tiếp thì C tđ = C1.C2 / ( C1 + C2 ) Khi mắc nối tiếp thì điện áp chịu đựng của tụ tương đương bằng tổng điện áp của các tụ cộng lại. U tđ = U1 + U2 + U3 Khi mắc nối tiếp các tụ điện, nếu là các tụ hoá ta cần chú ý chiều của tụ điện, cực âm tụ trước phải nối với cực dương tụ sau:

2 . Tụ điện mắc song song.

Các tụ điện mắc song song thì có điện dung tương đương bằng tổng điện dung của các tụ cộng lại . C = C1 + C2 + C3 Điện áp chịu đựng của tụ điện tương tương bằng điện áp của tụ có điện áp thấp nhất. Nếu là tụ hoá thì các tụ phải được đấu cùng chiều âm dương.

Danh mục: Tin Tức

Nguồn: https://banmaynuocnong.com

Phát biểu nào sau đây là không đúng?

Phát biểu nào sau đây không đúng?

Ta tích điện cho tụ bằng cách:

Điện dung của tụ điện không phụ thuộc vào

Đơn vị của điện dung của tụ điện là

Phát biểu nào sau đây là đúng?

Năng lượng điện trường trong một tụ điện xác định sẽ tỉ lệ thuận với

Trong trường hợp nào sau đây ta có một tụ điện?

Vận dụng các công thức tìm điện dung C, điện tích Q, hiệu điện thế U của tụ điện trong các cách mắc song song, nối tiếp:

Tải Bài Tập Full

Ub = U1 + U2 + U3

Qb = Q1 = Q2 = Q3

Cb = C1 + C2 + … + Cn

Ub = U1 = U2 = U3 = …

Qb = Q1 + Q2 + Q3 + …

– Nếu trong bài toán có nhiều tụ được mắc hỗn hợp, ta cần tìm ra được cách mắc tụ điện của mạch đó rồi mới tính toán.

– Khi tụ điện bị đánh thủng, nó trở thành vật dẫn (dây dẫn).

– Sau khi ngắt tụ điện khỏi nguồn và vẫn giữ tụ điện đó cô lập thì điện tích Q của tụ đó vẫn không thay đổi.

► Đối với bài toán ghép tụ cần lưu ý hai trường hợp:

+ Nếu ban đầu các tụ chưa tích điện, khi ghép nối tiếp thì các tụ điện có cùng điện tích và khi ghép song song các tụ điện có cùng một hiệu điện thế.

+ Nếu ban đầu tụ điện (một hoặc một số tụ điện trong bộ) đã được tích điện cần áp dụng định luật bảo toàn điện tích (tổng đại số các điện tích của hai bản nối với nhau bằng dây dẫn được bảo toàn, nghĩa là tổng điện tích của hai bản đó trước khi nối với nhau bằng tổng điện tích của chúng sau khi nối).

Một bộ gồm ba tụ ghép song song C1 = C2 = C3/2. Khi được tích điện bằng nguồn có hiệu điện thế 45 V thì điện tích của bộ tụ điện bằng 18.10-4 C. Tính điện dung của các tụ điện.

Hướng dẫn:

Ta có:

Các tụ được ghép song song nên Cb = C1 + C2 + C3 = 2C3

→ C1 = C2 = 10 μF.

Cho mạch điện như hình vẽ C1 = 6 μF, C2 = 3 μF, C3 = 6 μF, C4 = 1 μF, UAB = 60 V. Tính:

a) Điện dụng của bộ tụ.

b) Điện tích và hiệu điện thê của mỗi tụ.

c) Hiệu điện thế UMN.

Hướng dẫn:

a) Từ mạch điện suy ra: [(C2 nt C3) // C4] nt C1

+ Ta có:

b) Ta có: Q = Q1 = Q234 = 1,2.10-4C

Suy ra: U4 = U24 = U234 = 40 V

+ Lại có: Q4 = C4U4 = 4.10-5 C; Q23 = C23U23 = 8.10-5 C = Q2 = Q3

+ Do đó:

c) Bản A tích điện dương, bản B tích điện âm. Đi từ M đến N qua C2 theo chiều từ bản âm sang bản dương nên:

Tích điện cho tụ điện có điện dung C1 = 20 μF, dưới hiệu điện thế 200 V. Sau đó nối tụ điện C1 với tụ điện C2 có điện dung 10μF, chưa tích điện. Sử dụng định luật bảo toàn điện tích, hãy tính điện tích của mỗi tụ điện sau khi nối chúng song song với nhau.

Hướng dẫn:

Đặt U = 200 V, C1 = 20 μF, Q là điện tích của tụ lúc đầu : Q = C1U = 20.10-6.200 = 4.10-3 C.

Sau khi ghép 2 tụ song song với nhau gọi Q1, Q2 là điện tích của mỗi tụ, U’ là hiệu điện thế giữa hai bản tụ.

Q1 = C1U’; Q2 = C2U’ → Q = Q1 + Q2 = (C1 + C2)U’

Cho mạch điện như hình vẽ. Biết C2 = 3 μF; C3 = 7 μF; C4 = 4 μF. Tính Cx để điện dung của bộ tụ là C = 5 μF.

A. 8 μF.

B. 12 μF.

C. 6 μF.

D. 4 μF.

Hướng dẫn:

Vẽ lại mạch điện ta được mạch (Cx // C4) nt (C2 // C3)

Ta có C23 = C2 + C3 = 10 μF;

Để điện dung của bộ tụ là C = 5 μF thì

→ C4x = Cx + C4 = 10 μF → Cx = 6μF.

Ví dụ 1: một số tụ điện điện dung Co = 3μF. Nêu cách mắc dùng ít tụ nhất để có điện dung 5μF. Vẽ sơ đồ cách mắc này.

Hướng dẫn:

Bộ tụ có điện dung 5μF > Co → Co mắc song song với C1 → C1 = 5 – 3 = 2 μF

C1 = 2μF < Co → C1 gồm Co mắc nối tiếp với C2:

→ C2 = 6μF

Thấy C2 = 6μF = Co + Co → C2 gồm Co mắc song song với Co.

Vậy phải dùng ít nhất 5 tụ Co và mắc như hình vẽ.

Ví dụ 2: Hai tụ không khí phẳng C1 = 0,2 μC, C2 = 0,4 μC mắc song song. Bộ tụ được tích điện đến hiệu điện thế U = 450 V rồi ngắt khỏi nguồn. Sau đó lấp đầy khoảng giữa 2 bản C2 bằng điện môi ε = 2. Tính hiệu điện thế bộ tụ và điện tích mỗi tụ.

Hướng dẫn:

Điện dung của bộ tụ trước khi ngắt khỏi nguồn: C = C1 + C2 = 0,2 + 0,4 = 0,6 μF

Điện tích của bộ tụ: Q = CU = 0,6.10-6.450 = 2,7.10-4 C.

Điện dung của tụ C2 sau khi lấp đầy điện môi: C2’ =

= εC2 = 2.0,4 = 0,8 μF

Điện dung của bộ tụ sau khi lấp đầy C2 bằng điện môi: C’ = C1 + C2’ = 0,2 + 0,8 = 1 μF

Ngắt tụ ra khỏi nguồn thì điện tích không đổi: Q’ = Q = 2,7.10-4 C.

Hiệu điện thế của bộ tụ sau khi ngắt khỏi nguồn:

2 tụ mắc // nên U1’ = U2’ = 270 V

Điện tích của tụ C1: Q1’ = C1U1’ = 0,2.10-6.270 = 5,4.10-5 C

Điện tích của tụ C2: Q2’ = C2’U2’ = 0,8.10-6.270 = 2,16.10-5 C.

Ví dụ 3: Hai tụ không khí phẳng có C1 = 2C2, mắc nối tiếp vào nguồn U không đổi. Cường độ điện trường trong C1 thay đổi bao nhiêu lần nếu nhúng C2 vào chất điện môi ε = 2?

Hướng dẫn:

– Điện dung ban đầu của bộ tụ:

Điện tích ban đầu của bộ tụ: Q = CU = (2/3)C2U = Q1 = Q2 (do 2 tụ mắc nối tiếp)

Hiệu điện thế của tụ C1:

– Nếu nhúng C2 vào chất điện môi có ε = 2 → C2’ = 2C2

Điện dung sau khi nhúng của bộ tụ:

Điện tích sau khi nhúng của bộ: Q’ = C’U = C2U (do vẫn nối với nguồn khi nhúng nên U không đổi)

Hiệu điện thế của C1 sau khi nhúng:

Do đó:

Mà E = U/d

. Vậy cường độ điện trường trong C1 tăng 1,5 lần.

Ví dụ 4: Tụ điện phẳng không khí C = 2pF. Nhúng chìm một nửa tụ vào điện môi lỏng ε = 3. Tìm điện dung nếu khi nhúng, các bản đặt:

a) Thẳng đứng. b) Nằm ngang.

Hướng dẫn:

Điện dung ban đầu của tụ:

a) Khi các bản đặt thẳng đứng, hệ được xem gồm 2 tụ C1 và C2 mắc song song

Điện dung của tụ C1:

Điện dung của tụ C2:

Điện dung của bộ tụ:

b) Khi các bản đặt nằm ngang, hệ được xem gồm 2 tụ C1 và C2 mắc nối tiếp.

Điện dung của tụ C1:

Điện dung của tụ C2:

Điện dung của bộ tụ:

Ví dụ 5: Tụ xoay gồm n tấm hình bán nguyệt đường kính D = 12 cm, khoảng cách giữa 2 tấm liên tiếp d = 0,5 mm. Phần đối diện giữa bản cố định và bản di chuyển có dạng hình quạt với góc ở tâm là α (0° ≤ α ≤ 180°).

a) Biết điện dung cực đại của tụ là 1500 pF. Tính n.

b) Tụ được nối với hiệu điện thế U = 500 V và ở vị trí α = 120°. Tính điện tích của tụ.

c) Sau đó ngắt tụ khỏi nguồn và thay đổi α. Tính α để có sự phóng điện giữa 2 bản. Biết điện trường giới hạn của không khí là 3.106 V/m.

Hướng dẫn:

Diện tích phần đối diện mỗi bản:

(α tính bằng độ)

Hai bản đối diện tạo nên tụ điện có điện dung:

, với R = 0,06 m; d = 5.10-4 m

Tụ gồm n bản tương đương (n – 1) tụ C1 ghép song song nên điện dung của tụ xoay là:

a) Điện dung cực đại của tụ là 1500 pF khi α = 180°

→ 1500.10-12 =

b) Khi α = 120°

Điện tích của tụ: Q = CU = 10-9.500 = 5.10-7 C.

c) Hiệu điện thế giới hạn của 2 bản tụ: Ugh = Eghd = 3.105.0,5.10-4 = 1,5.102 = 15 V

Khi ngắt tụ khỏi nguồn thì Q = const. Điện tích của một tụ:

Ví dụ 6: Ba tụ C1 = 2.10-9 F, C2 = 4.10-9 F, C3 = 6.10-9 F mắc nối tiếp. Hiệu điện thế giới hạn của mỗi tụ là 500 V. Hỏi bộ tụ có chịu được hiệu điện thế 1100 V không?

Hướng dẫn:

Khi mắc nối tiếp Q1 = Q2 = Q3 → C1U1 = C2U2 = C3U3

Vì C1 < C2 < C3 → U1 > U2 > U3 nên:

U1 = Ugh = 500 V;

Hiệu điện thế giới hạn của bộ tụ là:

U = U1 + U2 + U3 = 500 + 250 + 166,67 = 916,67 V < 1100 V.

Vậy bội tụ không thể chịu được hiệu điện thế 1100 V.

Được cập nhật: 9 tháng 8 lúc 20:24 | Lượt xem: 1183