Bài giảng Tụ điện

BÀØI : Đường sức điện trường giữa hai bản kim loại đặt song song tích điệän tráùi dấáu có đặc điểm gì? Các đường sức song song và cách đều nhau + - + - + - + - + - + - + - Nếáu cho hai bảûn kim loạïi tiếán lạïi sáùt nhau thì kếát quảû như thếá nàøo? Các bản kim loại trung hoà về điện Tụ điện + - + - + - + - + - + - + - TỤ ĐIỆNÏÏ ÄÄ • Tụ điện là gì? • Làm thế nào để tích điện cho tụ điện? • Điện dung của tụ điện? • Điện dung của tụ điện phẳng? • Tăng khả năng tích điện cho tụ điện? • Các loại tụ điện? • Ứng dụng của tụ điện? NỘI DUNG BÀI HỌCÄI ØI Ï TỤ ĐIỆNÏÏ ÄÄ 1-Định nghĩa tụ điện. I-TỤ ĐIỆN. Tụï điệän cóù cấáu tạïo như thếá nàøo? + - + - + - + - + - + - + - TỤ ĐIỆNÏÏ ÄÄ 1- Định nghĩa tụ điện. • Tụ điện là hệ thống hai vật dẫn đặt gần nhau và cách điện với nhau. Hai vật dẫn được gọi là hai bản của tụ điện. Kí hiệu + - + - + - + - + - + - + - I- TỤ ĐIỆN. Một số dạng của tụ điện TỤ ĐIỆNÏÏ ÄÄ 1- Định nghĩa tụ điện: oTụï điệän phẳúng : I- TỤ ĐIỆN. Tụ điện phẳng.ïï i ää úú . Tụï điệän phẳúng cóù cấáu tạïo như thếá nàøo? d TỤ ĐIỆNÏÏ ÄÄ I- TỤ ĐIỆN 1- Định nghĩa tụ điện. • Tụ điện mà hai bản là hai tấm kim loại phẳng, đặt song song, đối diện, cách điện nhau. Giữa hai bản có thể là chân không, không khí hoặc một điện môi. °Tụ phẳng d Chất điện mơi TỤ ĐIỆNÏÏ ÄÄ I- TỤ ĐIỆN 1- Định nghĩa tụ điện: °Tụï điệän phẳúng : 2 - Hoạït độäng củûa tụï điệän: + + ++ + + ++ + + ++ + + ++ + + ++ Làøm thếá nàøo đểå tụï hoạït độäng đượïc U + + ++ + + ++ + + ++ + + ++ + + ++ Làøm thếá nàøo đểå tụï hoạït độäng đượïc U TỤ ĐIỆNÏÏ ÄÄ 1- Định nghĩa tụ điện I- TỤ ĐIỆN 2- Hoạït độäng củûa tụï điệän Nối hai bản của tụ điện với nguồn điện→một bản sẽ tích điện dương, bản còn lại tích điện âm TỤ ĐIỆNÏÏ ÄÄ 1- Định nghĩa tụ điện: °T ụï điệän phẳúng : 2 - Hoạït độäng củûa tụï điệän : ° Hoạït độäng củûa tụï điệän : ° Điệän tích củûa tụï điệän : I- TỤ ĐIỆN Hãy dự đoán điệän tích trênâ hai bảûn tụï như thế nào? + + + + + + + U TỤ ĐIỆNÏÏ ÄÄ 1- Định nghĩa tụ điện 2- Hoạt động của tụ điện Nối hai bản của tụ điện với nguồn điện→một bản sẽ tích điện dương, bản còn lại tích điện âm Gọi độ lớn của điện tích trên bản tích điện dương là điện tích của tụ điện. I- TỤ ĐIỆN TỤ ĐIỆNÏÏ ÄÄ I- TỤ ĐIỆN II- ĐIỆN DUNG CỦA T Ụ ĐIỆN 1- Định nghĩa tụ điện : °Tụï điệän phẳúng : 2 - Hoạït độäng củûa tụï điệän : ° Hoạït độäng củûa tụï điệän : ° Điệän tích củûa tụï điệän : ++ + + + + + + + + + + + + + + U1 U2 = 2 U1 Un = n U1 Q1 Q2= 2 Q1 Qn= n Q1 Hãy nhận xét các tỉ số Un Q, U Q, U Q n 2 2 1 1 n n 2 2 1 1 U Q U Q U Q == Điện dung của tụ điện Điện dung của tụ điện là gì? TỤ ĐIỆNÏÏ ÄÄ • 1) Định nghĩa :Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện và được đo bằng thương số của điện tích của tụ điện và hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện. QC U = 2) Công thức Q (C): Là điện tích tụ điện U (V): Là hiệu điện thế giữa hai bản tụ C: Là điện dung của tụ điện I- TỤ ĐIỆN II- ĐIỆN DUNG CỦA TỤ ĐIỆN . Đơn vị của điện dung là gì? QC U = Q = 1C U = 1V 1V 1C=C C có đơn vịlà Fara. Kí hiệu F Hãy cho biết ý nghĩa của Fara? TỤ ĐIỆNÏÏ ÄÄ 1-Định nghĩa tụ điện 2- Hoạt động của tụ điện II- ĐIỆN DUNG CỦA T Ụ ĐIỆN 2) Công thức 1) Định nghĩa QC U = •Hệ SI: đơn vị của điện dung là Fara. Kí hiệu F Fara là điện dung của một tụ điện có điện tích là 1 Culông khi hiệu điện thế giữa hai bản tụ là 1V •Hệ khác: 1mF = 10-3F 1μF = 10-6F 1nF = 10-9F 1pF = 10-12F I- TỤ ĐIỆN TỤ ĐIỆNÏÏ ÄÄ 1-Định nghĩa tụ điện 2- Hoạt động của tụ điện 2) Công thức 1) Định nghĩa III- ĐIỆN DUNG CỦA T Ụ ĐIỆN PHẲNG. I- TỤ ĐIỆN II- ĐIỆN DUNG CỦA TỤ ĐIỆN . Điện dung của tụ điện phẳng?i ää ûû t ïï i ää úú Hãỹ dựï đoáùn diệän dung củûa tụï điệän phẳúng phụï thuộäc vàøo yếáu tốá nàøo? d dd 1 Kích thước d dHình dạng Vị trí tương đối của hai bản Bản chất chất điện môi giữa hai bảnε2 ε1 Vậy tụ điện phụ thuộc vào các yếu nào ? „ Hình dạng „ Kích thước „ Bản chất chất điện mơi „ Vị trí tương đối TỤ ĐIỆNÏÏ ÄÄ 1-Định nghĩa tụ điện 2- Hoạt động của tụ điện 2) Công thức 1) Định nghĩa III- Điện dung của tụ điện phẳng. 9 SC 9.10 4 d ε π= S(m2): Diện tích đối diện hai bản d(m): Khoảng cách giữa hai bản ε: Là hằng số điện môi C (F): Điện dung của tụ điện phẳng I- TỤ ĐIỆN II- ĐIỆN DUNG CỦA TỤ ĐIỆN . Làm thế nào để tăng khả năng tích điện cho tụ điện? Dựa vào công thức Để tăng khả năng tích điện cho tụ điện ta cần chọn phương án nào? ¾Tăng diện tích S ¾Tăng hằng số điện môi 9 SC 9.10 4 d ε π= ¾Giảm d Phương án nào tối ưu nhất? Phương án nào tối ưu nhất? ¾Tăng diện tích S → kích thước tụ tăng. ¾Giảm khoảng cách giữa hai bản của tụ điện? d UE =Do Nếu d giảm thì kết quả xảy ra như thế nào? E lớn có thể đánh thủng chất điện môi Cảhai Phương án này không tối ưu. Chất điện môi bị đánh thủng 9 SC 9.10 4 d ε π= TỤ ĐIỆNÏÏ ÄÄ 1-Định nghĩa tụ điện I- T Ụ ĐIỆN 2- Hoạït độäng củûa tụï điệän II- ĐIỆN DUNG CỦA T Ụ ĐIỆN 2) Công thức 1) Định nghĩa III- ĐIỆN DUNG CỦA TỤ ĐIỆN PHẲNG. Phương án tối ưu để tăng điện dung tụ điện là: Chọn điện môi có hằng số điện môi lớn Mỗi tụ điên có một HĐT giớùi hạïn nhất định, khi sử dụng khộäng được mắc tụ vào HĐT lớùn hơn HĐT giớùi hạïn TỤ ĐIỆNÏÏ ÄÄ 1-Định nghĩa tụ điện 2- Hoạït độäng củûa tụï điệän 2) Công thức 1) Định nghĩa III- ĐIỆN DUNG CỦA TỤ ĐIỆN PHẲNG. I- TỤ ĐIỆN II- ĐIỆN DUNG CỦA TỤ ĐIỆN . IV- CÁC LOẠI TỤ ĐIỆN (SGK). Các loại tụ điện a) Chai Lâyđen (phát minh vào năm 1745 bởi hai nhà bác học Ewald Christian von Kliest và Pieter van Musschenbroek) b) Tụ giấy c) Tụ điện mica, sứ d) Tụ hoá Các loại tụ điện e) Tụ có điện dung thay đổi Mũi tên trong hình kí hiệu tụ có điện dung thay đổi được MỘT SỐ ỨNG DỤNG zTrong các thiết bị điện. zTrong truyền thông. zTrong tin học. Trong các thiết bị điện z Tụ điện gần như cĩ mặt trong tất cả các thiết bị điện & điện tử. Máy bơm Máy tính Trong vô tuyến truyền thôngâ â Nếu không có tụ điện trong các mạch dao động, ta không thể thu phát các tín hiệu vô tuyến. Trong tin học Ngành tin học không thể nảy sinh và phát triển nếu như không có sự hiện diện của linh kiện này. Tụ trong máy tính Tụ trong Ram KIẾN THỨC BÀI HỌCÁ Ù Ø Ï 1-Định nghĩa tụ điện 2- Hoạt động của tụ điện 2-Công thức 1- Định nghĩa III- ĐIỆN DUNG CỦA TỤ ĐIỆN PHẲNG. TỤ ĐIỆNÏÏ ÄÄ QC U = IV- CÁC LOẠI TỤ ĐIỆN (SGK) 9 SC 9.10 4 d ε π= II- ĐIỆN DUNG CỦA TỤ ĐIỆN . I- TỤ ĐIỆN Nếu có hai tụ điện dung C1= 3μF,C2= 6μF Làm thế nào để có hai tụ 2 μF và 9 μF 1)Hãy chọn công thức đúng. a) Q.UC= U Q=C Q U=C U 2Q=C b) c) d) 10 Câu 2: Đơn vị của điện dung là: a) μF b) C (culông) c) F d) Cả a và c đều đúng 10 Câu 3: Điện dung của tụ phẳng phụ thuộc vào: a)Diện tích đối diện hai bản. b)Khoảng cách hai bản. c)Diện tích hai bản. d) Cả a và b đều đúng. 10 Câu 4: khi tăng hiệu điện thế hai lần thì điện dung của tụ: a)Tăng 2 lần. b)Giảm 2 lần. c)Không đổi. d)Cả a và b đều đúng. 10 Câu 5: Tích điện cho tụ với HĐT U, ngắt tụ ra khỏi nguồn, sau đó nhúng tụ hẳn vào điện môi có hằng số điện môi ε thì C và U thay đổi như sau: a) C tăng , U tăng. b) C giảm, U tăng ε lần. c) C tăng, U giảm. d) C tăng , U giảm ε lần. 10