Tụ điện vật lý 11

TỤ ĐIỆN
I. TỤ ĐIỆN
Tụ điện dùng để tích và phóng điện trong mạch điện.

Tụ điện phẳng gồm hai bản kim loại đặt song song với nhau và ngăn cản với nhau
bằng một lớp điện môi.
Để tích điện cho tụ điện, ta nối hai bản của tụ điện với hai cực của nguồn điện. Bản
nối cực dương sẽ tích điện dương, bản nối với cực âm sẽ tích điện âm.
Điện tích của tụ điện: Điện tích của bản dương (+Q).

II. ĐIỆN DUNG CỦA TỤ ĐIỆN
Đơn vị điện dung
Điện dung có đơn vị là fara (F).

Fara là điện dung của một tụ điện mà nếu đặt giữa hai bản của nó hiệu điện thế
1 V thì nó tích được điện tích 1 C.
Các ước của fara (F):
1 mF = 10-3 F

1 F = 10-6 F

1 nF = 10-9 F

1 pF = 10-12 F

Điện dung của tụ điện (C) là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của
tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định. Nó được xác định bằng thương số của điện
tích của tụ điện và hiệu điện thế giữa hai bản của nó. Biểu thức:

C=

Q
U


Điện dung của tụ điện phẳng:

C=

Q
S
=
U 9.109.4 D

Các loại tụ điện
Ta thường lấy tên lớp điện môi đặt tên cho tụ điện.

Ghép tụ điện
Điện dung của n tụ điện ghép song song:

C = C1 + C2 + ... + Cn
Điện dung của n tụ điện ghép nối tiếp:
1
1
1
1
=
+
+ ... +
C C1 C2
Cn

Trường hợp chỉ có C1 và C2 nối tiếp, ta có:
C=

C1C2
C1 + C2


Năng lượng của tụ điện
Khi tụ điện tích điện thì điện trường trong tụ điện sẽ dự trữ một năng lượng, đó là
năng lượng điện trường của tụ điện. Công thức tính năng lượng điện trường của tụ
điện:
W=

QU CU2 Q2
=
=
2
2
2C

Ví dụ 1
Một tụ điện phẳng có điện dung 200 pF được tích điện dưới hiệu điện thế 40 V.
Khoảng cách giữa hai bản là 0,2 mm.
a. Tính điện tích của tụ điện.
b. Tính cường độ điện trường trong tụ điện.
Ví dụ 2
Một tụ điện phẳng có điện dung 200 pF được tích điện dưới hiệu điện thế 40 V.
Tính năng lượng của tụ điện.
Ví dụ 3

Một tụ điện phẳng, hai bản hình tròn, đường kính 20 cm, điện môi là không khí.
Khoảng cách giữa hai bản là 1 cm. Nối hai bản với một hiệu điện thế 100 V.
a) Tính điện dung của tụ điện.
b) Tính điện tích của tụ điện.
Ví dụ 4
Có hai tụ điện: C1 = 300 nF và C2 = 600 nF. Lần lượt ghép song song và nối tiếp
hai tụ điện này với nhau để được hai bộ tụ điện. So sánh điện dung tương
đương của hai bộ tụ điện đó.