VẬT LÝ · LỚP 11 · Nguyên lý và công thức
Nguồn duy trì điện áp có thể cấp năng lượng khi đưa điện môi vào tụ không?
Trả lời trọng tâm
Có, C tăng ở U cố định làm nguồn cấp thêm điện tích.
Phân tích cơ chế
Năng lượng nguồn cấp lớn hơn phần tăng năng lượng trường; phần chênh đi vào công cơ hoặc hao phí tùy cách đưa điện môi.
Ví dụ có đơn vị
C tăng từ 10 lên 40 pF ở U=10 V. Nguồn cấp U²ΔC=3 nJ, năng lượng tụ tăng 1,5 nJ. Đưa chậm có lực hãm thì hệ điện có thể thực hiện 1,5 nJ công cơ. Hình vẽ hai năng lượng tăng theo ΔC.
Kết quả đối chiếu số học của ví dụ: 3 nJ. 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 tăng hoặc cấp vào (nJ) theo Độ tăng điện dung (pF). Nguồn cấp ; Trường tích thêm. 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.