VẬT LÝ · LỚP 11 · Nguyên lý và công thức
Điện môi bị rút khỏi tụ cô lập làm điện áp và điện trường tăng cùng tỉ lệ không?
Trả lời trọng tâm
Có trong mô hình lấp đầy toàn khe và Q giữ nguyên, khi khe và diện tích không đổi.
Phân tích cơ chế
Rút điện môi εᵣ về chân không làm C giảm εᵣ lần, nên U và E đều tăng εᵣ lần; công cơ là nguồn tăng năng lượng.
Ví dụ có đơn vị
Tụ có C_chân_không=10 pF, Q=100 pC. Khi điện môi lấp đầy có εᵣ=5 thì U=2 V, khi rút hết U=10 V. Hình dùng tham số điện môi hiệu dụng εᵣ từ 1 đến 5, U=10/εᵣ, không coi đây là quy luật tuyến tính theo độ sâu rút.
Kết quả đối chiếu số học của ví dụ: 10 V sau rút hết. Đây là giá trị của bộ dữ kiện đã nêu, không phải hằng số áp dụng cho mọi thiết bị.
Đọc hình và tự kiểm tra
Đồ thị Điện áp tụ cô lập (V) theo Hằng số điện môi hiệu dụng. Điện tích giữ 100 pC. Các đường được tính trực tiếp từ mô hình của ví dụ; đọc cả tên trục và đơn vị, không suy rộng ngoài khoảng vẽ.
Đối chiếu vị trí, độ dốc, giao điểm hoặc thứ tự các đường với lập luận trong ví dụ. Khi đổi điều kiện đầu vào, cần tính lại mô hình thay vì giữ nguyên hình.
Ứng dụng và giới hạn
Cách phân tích giúp kiểm tra dấu, hình học và điều kiện áp dụng trước khi tính lực hoặc năng lượng của hệ điện tích.
Xét điện trường tĩnh, bỏ qua ảnh hưởng của đầu dò và hiệu ứng biên khi dùng mô hình đều. Điện thế, năng lượng và lực phải dùng đúng dấu điện tích.