VẬT LÝ · LỚP 11 · Nguyên lý và công thức
Lấy điện áp đầu nhân điện lượng đã xả có tính đúng năng lượng tụ không?
Trả lời trọng tâm
Không nói chung. Năng lượng giảm là ΔW=C(U₀²−U₁²)/2, với tụ tuyến tính có C không đổi.
Phân tích cơ chế
Đặt ΔQ=C(U₀−U₁), ta có ΔW=[(U₀+U₁)/2]ΔQ chính xác. Chính điện áp trung bình trước và sau mới cho đúng khi nhân với ΔQ; dùng U₀ΔQ sẽ đánh giá cao năng lượng đã giảm.
Ví dụ có đơn vị
C=100 μF, tụ giảm từ 10 V xuống U. Năng lượng đã cấp là 0,05(100−U²) mJ. Từ 10 V xuống 6 V cho 3,2 mJ; lấy C×10×(10−6) cho 4 mJ. Hình đối chiếu hai cách trên cùng miền.
Kết quả đối chiếu số học của ví dụ: 3.2 mJ. 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 Năng lượng đã giảm (mJ) theo Điện áp cuối U (V). Hiệu hai bình phương ; Lấy điện áp đầu nhân ΔQ. 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.