[Lí 11] Tụ xoay

[hien_vuthithanh]

[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 1 tụ xoay có $n$ bản hình bán nguyệt đường kính $12cm$ .Khoảng cách giữa 2 bản liên tiếp lầ $0,5mm$.Phần đối diện giữa các bản di chuyển được trong góc $0^o \le \alpha \le 180^o$.Điện dung cực đại của bộ tụ là $1,5nF$.

a. Tính số bản của tụ ?

b.Nối tụ với hiệu điện thế $500V$.Cường độ điện trường lớn nhất mà tụ chịu được là $3.10^6V/m$.Xoay tụ để nó bắt đầu phóng điện .Góc giữa 2 bản tụ là bao nhiêu ?

 

[galaxy98adt]

a)
Có n bản tụ \Rightarrow có n-1 tụ điện mắc song song.
Bán kính của 1 bản là: $r = 0,06 (m)$
Điện dung lớn nhất của 1 tụ điện là: $C_{max} = \frac{\epsilon.S}{9.10^9.4.\pi.d} = \frac{\epsilon.\frac{\pi.r^2}{2}}{9.10^9.4.\pi. \frac{0,5}{1000}} = 10^{-10} (F) = 0,1 (nF)$
Theo giả thiết, điện dung lớn nhất của bộ tụ là $1,5 (nF)$ \Rightarrow bộ tụ gồm 15 tụ điện mắc song song.
\Rightarrow Có tổng cộng 16 bản tụ điện.
b)
Để tụ bắt đầu phóng điện thì $E = 3.10^6 (V/m)$.
\Rightarrow $9.10^9.\frac{\mid Q \mid}{r^2} = 3.10^6$
\Leftrightarrow $\frac{\mid Q \mid}{r^2} = \frac{1}{3000}$
\Leftrightarrow $\mid Q \mid = \frac{1}{3000}.r^2 = \frac{1}{3000}.\left(\frac{0,5}{1000}\right)^2 = \frac{25}{3}.10^{-11} (C)$
\Rightarrow Điện dung của tụ điện là: $C = \frac{Q}{U} = \frac{5}{3}.10^{-13} (F)$
\Rightarrow Ta có: $\frac{5}{3}.10^{-13} = \frac{\epsilon.S}{9.10^9.4.\pi.d}$
\Rightarrow $S = \frac{5}{3}.10^{-13}.9.10^9.4.\pi.d = 1,5.10^{-3}.4.\pi.\frac{0,5}{1000} = 3.\pi.10^{-6} (m^2)$
Gọi $\varphi$ là góc giữa 2 bản tụ điện.
Ta có: $S = \frac{1}{2}.r^2.\varphi = 3.\pi.10^{-6}$
\Leftrightarrow $\varphi = \frac{3.\pi.10^{-6}}{\frac{1}{2}.r^2} = \frac{\pi}{600} (rad) = 0,3^o$
Vậy ta cần xoay tụ tối thiểu $180^o - 0,3^o = 179,7^o$ thì sẽ xảy ra hiện tượng phóng điện.