Bài giảng Vật lý 11 nâng cao - Tụ điện

BÀI :TỤ ĐIỆNĐường sức điện trường giữa hai bản kim loại đặt song song tích điện trái dấu có đặc điểm gì?Các đường sức song song và cách đều nhau+-+-+-+-+-+-+-Nếu cho hai bản kim loại tiến lại sát nhau thì kết quả như thế nào?Các bản kim loại trung hoà về điệnTụ điện+-+-+-+-+-+-+-TỤ ĐIỆNTụ điện là gì?Làm thế nào để tích điện cho tụ điện?Điện dung của tụ điện?Điện dung của tụ điện phẳng?Tăng khả năng tích điện cho tụ điện?Các loại tụ điện?Ứng dụng của tụ điện?NỘI DUNG BÀI HỌCTỤ ĐIỆN1-Định nghĩa tụ điện.I-TỤ ĐIỆN.Tụ điện có cấu tạo như thế nào?+-+-+-+-+-+-+-TỤ ĐIỆN1- Định nghĩa tụ điện.Tụ điện là hệ thống hai vật dẫn đặt gần nhau và cách điện với nhau. Hai vật dẫn được gọi là hai bản của tụ điện.Kí hiệu+-+-+-+-+-+-+-I- TỤ ĐIỆN.Một số dạng của tụ điệnTỤ ĐIỆN1- Định nghĩa tụ điện:Tụ điện phẳng :I- TỤ ĐIỆN.Tụ điện phẳng.Tụ điện phẳng có cấu tạo như thế nào?dTỤ ĐIỆNI- TỤ ĐIỆN1- Định nghĩa tụ điện.Tụ điện mà hai bản là hai tấm kim loại phẳng, đặt song song, đối diện, cách điện nhau. Giữa hai bản có thể là chân không, không khí hoặc một điện môi.°Tụ phẳngdChất điện mơiTỤ ĐIỆNI- TỤ ĐIỆN 1- Định nghĩa tụ điện: °Tụ điện phẳng :2 - Hoạt động của tụ điện:++++++++++++++++++++Làm thế nào để tụ hoạt động đượcU++++++++++++++++++++Làm thế nào để tụ hoạt động đượcUTỤ ĐIỆN1- Định nghĩa tụ điệnI- TỤ ĐIỆN2- Hoạt động của tụ điệnNối hai bản của tụ điện với nguồn điện→một bản sẽ tích điện dương, bản còn lại tích điện âmTỤ ĐIỆN1- Định nghĩa tụ điện: °T ụ điện phẳng :2 - Hoạt động của tụ điện : ° Hoạt động của tụ điện : ° Điện tích của tụ điện : I- TỤ ĐIỆNHãy dự đoán điện tích trên hai bản tụ như thế nào?+++++++UTỤ ĐIỆN1- Định nghĩa tụ điện2- Hoạt động của tụ điệnNối hai bản của tụ điện với nguồn điện→một bản sẽ tích điện dương, bản còn lại tích điện âmGọi độ lớn của điện tích trên bản tích điện dương là điện tích của tụ điện.I- TỤ ĐIỆNTỤ ĐIỆNI- TỤ ĐIỆNII- ĐIỆN DUNG CỦA T Ụ ĐIỆN1- Định nghĩa tụ điện : °Tụ điện phẳng :2 - Hoạt động của tụ điện : ° Hoạt động của tụ điện : ° Điện tích của tụ điện : ++++++++++++++++ U1 U2 = 2 U1 Un = n U1Q1Q2= 2 Q1Qn= n Q1Hãy nhận xét các tỉ sốĐiện dung của tụ điệnĐiện dung của tụ điện là gì?TỤ ĐIỆN1) Định nghĩa :Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện và được đo bằng thương số của điện tích của tụ điện và hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện.2) Công thứcQ (C): Là điện tích tụ điệnU (V): Là hiệu điện thế giữa hai bản tụC: Là điện dung của tụ điệnI- TỤ ĐIỆNII- ĐIỆN DUNG CỦA TỤ ĐIỆN .Đơn vị của điện dung là gì?Q = 1CU = 1VC có đơn vị là Fara. Kí hiệu FHãy cho biết ý nghĩa của Fara?TỤ ĐIỆN1-Định nghĩa tụ điện2- Hoạt động của tụ điệnII- ĐIỆN DUNG CỦA T Ụ ĐIỆN2) Công thức1) Định nghĩaHệ SI: đơn vị của điện dung là Fara. Kí hiệu FFara là điện dung của một tụ điện có điện tích là 1 Culông khi hiệu điện thế giữa hai bản tụ là 1VHệ khác: 1mF = 10-3F 1µF = 10-6F 1nF = 10-9F 1pF = 10-12FI- TỤ ĐIỆNTỤ ĐIỆN1-Định nghĩa tụ điện2- Hoạt động của tụ điện2) Công thức1) Định nghĩaIII- ĐIỆN DUNG CỦA T Ụ ĐIỆN PHẲNG.I- TỤ ĐIỆNII- ĐIỆN DUNG CỦA TỤ ĐIỆN .Điện dung của tụ điện phẳng?Hãy dự đoán diện dung của tụ điện phẳng phụ thuộc vào yếu tố nào?ddd1Kích thướcddHình dạngVị trí tương đối của hai bảnBản chất chất điện môi giữa hai bảnε2ε1Vậy tụ điện phụ thuộc vào các yếu nào ?Hình dạngKích thướcBản chất chất điện mơiVị trí tương đốiTỤ ĐIỆN1-Định nghĩa tụ điện2- Hoạt động của tụ điện2) Công thức1) Định nghĩaIII- Điện dung của tụ điện phẳng.S(m2): Diện tích đối diện hai bảnd(m): Khoảng cách giữa hai bảnε: Là hằng số điện môiC (F): Điện dung của tụ điện phẳngI- TỤ ĐIỆNII- ĐIỆN DUNG CỦA TỤ ĐIỆN .Làm thế nào để tăng khả năng tích điện cho tụ điện?Dựa vào công thứcĐể tăng khả năng tích điện cho tụ điện ta cần chọn phương án nào?Tăng diện tích STăng hằng số điện môiGiảm dPhương án nào tối ưu nhất?Phương án nào tối ưu nhất?Tăng diện tích S → kích thước tụ tăng.Giảm khoảng cách giữa hai bản của tụ điện?DoNếu d giảm thì kết quả xảy ra như thế nào?E lớn có thể đánh thủng chất điện môiCảhai Phương án này không tối ưu.Chất điện môi bị đánh thủngTỤ ĐIỆN1-Định nghĩa tụ điệnI- T Ụ ĐIỆN2- Hoạt động của tụ điệnII- ĐIỆN DUNG CỦA T Ụ ĐIỆN2) Công thức1) Định nghĩaIII- ĐIỆN DUNG CỦA TỤ ĐIỆN PHẲNG.Phương án tối ưu để tăng điện dung tụ điện là:Chọn điện môi có hằng số điện môi lớnMỗi tụ điên có một HĐT giới hạn nhất định, khi sử dụng khộng được mắc tụ vào HĐT lớn hơn HĐT giới hạnTỤ ĐIỆN1-Định nghĩa tụ điện2- Hoạt động của tụ điện2) Công thức1) Định nghĩaIII- ĐIỆN DUNG CỦA TỤ ĐIỆN PHẲNG.I- TỤ ĐIỆNII- ĐIỆN DUNG CỦA TỤ ĐIỆN .IV- GHÉP TỤ ĐIỆNIV- GHÉP TỤ ĐIỆNGHÉP SONG SONGGHÉP NỐI TIẾPUb = U1 = U2 = U3Qb = Q1 + Q2 + Q3 Cb = C1 + C2 + C3Ub = U1 + U2 + U3Qb = Q1 = Q2 = Q3KIẾN THỨC BÀI HỌC1-Định nghĩa tụ điện2- Hoạt động của tụ điện2-Công thức1- Định nghĩaIII- ĐIỆN DUNG CỦA TỤ ĐIỆN PHẲNG.TỤ ĐIỆNIV-GHÉP TỤ ĐIỆNII- ĐIỆN DUNG CỦA TỤ ĐIỆN .I- TỤ ĐIỆNNếu có hai tụ điện dung C1= 3µF,C2= 6µFLàm thế nào để có hai tụ 2 µF và 9 µF 1)Hãy chọn công thức đúng.a)b)c)d)10Câu 2: Đơn vị của điện dung là: µF C (culông)c) Fd) Cả a và c đều đúng10Câu 3: Điện dung của tụ phẳng phụ thuộc vào:Diện tích đối diện hai bản.Khoảng cách hai bản.Diện tích hai bản. Cả a và b đều đúng.10Câu 4: khi tăng hiệu điện thế hai lần thì điện dung của tụ:Tăng 2 lần.Giảm 2 lần.Không đổi.Cả a và b đều đúng.10Câu 5: Tích điện cho tụ với HĐT U, ngắt tụ ra khỏi nguồn, sau đó nhúng tụ hẳn vào điện môi có hằng số điện môi ε thì C và U thay đổi như sau: C tăng , U tăng. C giảm, U tăng ε lần. C tăng, U giảm. C tăng , U giảm ε lần.10Các loại tụ điệna) Chai Lâyđen(phát minh vào năm 1745 bởi hai nhà bác học Ewald Christian von Kliest và Pieter van Musschenbroek)b) Tụ giấyc) Tụ điện mica, sứd) Tụ hoáCác loại tụ điệne) Tụ có điện dung thay đổiMũi tên trong hình kí hiệu tụ có điện dung thay đổi đượcMỘT SỐ ỨNG DỤNGTrong các thiết bị điện.Trong truyền thông.Trong tin học.Trong các thiết bị điệnTụ điện gần như cĩ mặt trong tất cả các thiết bị điện & điện tử.Máy bơmMáy tínhTrong vô tuyến truyền thông Nếu không có tụ điện trong các mạch dao động, ta không thể thu phát các tín hiệu vô tuyến.Trong tin họcNgành tin học không thể nảy sinh và phát triển nếu như không có sự hiện diện của linh kiện này.Tụ trong máy tínhTụ trong Ram