Vật lí Bài tập mạch chứa tụ và điện trở

[thangsv01@gmail.com]

[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

Cho mạch như hình vẽ. Ban đầu các khóa K đều mở, các tụ có cùng điện dung C và chưa tích điện. Các điện trở bằng nhau là R. Nguồn có hiệu điện thế U. Đóng khóa K[tex]_{1}[/tex], sau khi các tụ đã tích điện hoàn toàn, mở K[tex]_{1}[/tex] và sau đó đóng đồng thời hai khóa K[tex]_{2}[/tex] và K[tex]_{3}[/tex] . Tìm nhiệt lượng tỏa ra trên mỗi điện trở R. Xác định cường độ dòng điện qua các điện trở vào thời điểm mà hiệu điện thế trên hai bản tụ ở giữa (tụ giữa hai điểm MN) bằng U/10. Bỏ qua điện trở dây nối và các khóa K.

 

[Tùy Phong Khởi Vũ]

- Khi mà chỉ đóng K1, mạch này sẽ gồm 3 tụ mắc nối tiếp. Điện dung của bộ tụ là C/3 và chúng sẽ được tích điện với tổng cộng là Q = CU/3

Sau khi ngắt K1 và đóng các khóa khác, bộ tụ này trở thành 3 tụ mắc song song với điện dung tương đương là 3C. Trong bộ tụ sẽ có sự phân bố lại điện tích. Lượng điện tích vẫn không đổi, nhưng thế điện bị sụt giảm.

Q = 3C.U' => U' = U/9

Năng lượng tích trữ ban đầu là: W = C1.U^2/2 = CU^2/6

Năng lượng lúc sau (sau khi phân bố lại điện tích). W' = C2.U'^2/2 = CU^2/54

Độ sụt năng lượng là: dW = W - W' = 4CU^2/27 Năng lượng này bằng năng lượng tỏa ra trên các điện trở. Wn = dW/2

- Vẽ ra sẽ thấy tụ điện ở giữa sở dĩ có giai đoạn có hiệu điện thế = U/10 ( < U/9) là bở vì nó bị đảo cực.

Tại thời điểm u = U/10, điện tích của nó là: Q2 = C.U/10

Điện tích trên các tụ còn lại là: Q1 = Q3 = (CU/3 - CU/10)/2 = 7CU/60

Hiệu điện thế trên tụ 1 là: UAM = Q/C = 7.U/60

Hiệu điện thế giữa hai điểm AN là: UAN = UAM + UMN = 7U/60 + U/10 = 13U/60

Cường độ dòng điện qua điện trở R: I = UAN/R = 13U/60R



Ghi chú thêm: Ban đầu tụ giữa, đầu M là đầu +, đầu N là đầu -. Sau khi đóng các khóa, đầu M đảo thành đầu âm, đầu N thành đầu dương.

Vì vậy mà UMN ban đầu là -U/3, sau giảm về 0 rồi tăng lên U/10, tăng tiếp lên U/9.

 

[thangsv01@gmail.com]

- Khi mà chỉ đóng K1, mạch này sẽ gồm 3 tụ mắc nối tiếp. Điện dung của bộ tụ là C/3 và chúng sẽ được tích điện với tổng cộng là Q = CU/3

Sau khi ngắt K1 và đóng các khóa khác, bộ tụ này trở thành 3 tụ mắc song song với điện dung tương đương là 3C. Trong bộ tụ sẽ có sự phân bố lại điện tích. Lượng điện tích vẫn không đổi, nhưng thế điện bị sụt giảm.

Q = 3C.U' => U' = U/9

Năng lượng tích trữ ban đầu là: W = C1.U^2/2 = CU^2/6

Năng lượng lúc sau (sau khi phân bố lại điện tích). W' = C2.U'^2/2 = CU^2/54

Độ sụt năng lượng là: dW = W - W' = 4CU^2/27 Năng lượng này bằng năng lượng tỏa ra trên các điện trở. Wn = dW/2

- Vẽ ra sẽ thấy tụ điện ở giữa sở dĩ có giai đoạn có hiệu điện thế = U/10 ( < U/9) là bở vì nó bị đảo cực.

Tại thời điểm u = U/10, điện tích của nó là: Q2 = C.U/10

Điện tích trên các tụ còn lại là: Q1 = Q3 = (CU/3 - CU/10)/2 = 7CU/60

Hiệu điện thế trên tụ 1 là: UAM = Q/C = 7.U/60

Hiệu điện thế giữa hai điểm AN là: UAN = UAM + UMN = 7U/60 + U/10 = 13U/60

Cường độ dòng điện qua điện trở R: I = UAN/R = 13U/60R

View attachment 16344

Ghi chú thêm: Ban đầu tụ giữa, đầu M là đầu +, đầu N là đầu -. Sau khi đóng các khóa, đầu M đảo thành đầu âm, đầu N thành đầu dương.

Vì vậy mà UMN ban đầu là -U/3, sau giảm về 0 rồi tăng lên U/10, tăng tiếp lên U/9.

anh ơi, nếu xét theo chiều dòng điện thì ban đầu UMN phải là U/3 chứ ạ

 

[Tùy Phong Khởi Vũ]

UNM anh ghi nhầm thành UMN đấy.