VẬT LÝ · LỚP 11 · Nguyên lý và công thức
Tụ cảm biến khoảng cách có phân biệt được khe đổi với điện môi đổi chỉ từ điện dung không?
Trả lời trọng tâm
Không chỉ từ một giá trị C, vì cả khe và điện môi đều ảnh hưởng điện dung.
Phân tích cơ chế
Trong mô hình bản phẳng C=ε₀εᵣS/d. Nếu môi trường thay đổi mà vẫn dùng hiệu chuẩn điện môi cũ, thiết bị có thể diễn giải nhầm biến đổi môi trường thành dịch chuyển cơ học.
Ví dụ có đơn vị
Giữ diện tích S,đặt C₀=ε₀S/d₀. Nếu đo được C=1,2C₀ thì d/d₀=εᵣ/1,2: εᵣ=1 cho d/d₀=0,833333 còn εᵣ=1,2 cho d/d₀=1. Hình là các cặp εᵣ và khe cùng điện dung; không gán một hằng số điện môi cụ thể cho hơi ẩm ngoài đời khi chưa có dữ liệu.
Kết quả đối chiếu số học của ví dụ: 0.833333 lần d₀. 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 Khe d/d₀ khi C=1,2C₀ theo Hằng số điện môi εᵣ. Nhiều cặp môi trường–khe cùng C. 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.