VẬT LÝ · LỚP 11 · Nguyên lý và công thức
Sạc tụ theo nhiều bước điện áp có thể giảm tổn hao trên điện trở không?
Trả lời trọng tâm
Có trong mô hình nguồn đổi mức từng bước nhỏ, mỗi bước chờ đủ ổn định.
Phân tích cơ chế
Hao phí mỗi bước tỉ lệ bình phương bước điện áp; khi chia thành n bước đều, tổng hao là CU²/(2n), dù năng lượng cuối của tụ vẫn CU²/2.
Ví dụ có đơn vị
C=10 μF,nạp từ 0 lên 10 V qua các nguồn bậc lý tưởng. Một bước hao 500 μJ; năm bước đều hao 100 μJ. Hình lấy n nguyên từ 1 đến 20, không tính tổn hao của hệ tạo các mức nguồn thực.
Kết quả đối chiếu số học của ví dụ: 100 μJ. 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: Nạp tụ theo nhiều bước làm giảm tổn hao ra sao. Chỉ biểu diễn các giá trị nguyên.
Ứng dụng và giới hạn
So tổn hao qua điện trở cho các bước nguồn đều nhau và chờ đủ ổn định.
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.