Công thức, cách tính tụ điện mắc song song (hay, chi tiết)

Công thức, cách tính tụ điện mắc song song (hay, chi tiết)

Công thức tính tụ điện mắc song song Vật Lí lớp 11 sẽ giúp học sinh nắm vững công thức, biết Cách tính tụ điện mắc song song từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu quả để đạt kết quả cao trong các bài thi Vật Lí 11.

Bài viết Công thức tính tụ điện mắc song song gồm 4 phần: Định nghĩa, Công thức, Kiến thức mở rộng và 3 Bài tập minh họa áp dụng công thức trong bài có lời giải chi tiết giúp học sinh dễ học, dễ nhớ Công thức tính tụ điện mắc song song Vật Lí 11.

1. Công thức

- Tụ điện ghép song song

 

+ Công thức tính điện dung C của tụ điện khi mắc song song: C_b = C₁ + C₂ + ... C_n  

+ Công thức tính điện tích Q của tụ điện khi mắc song song: Q + Q₁ + Q₂ + ... + Q_n

+ Công thức tính hiệu điện thế U của tụ điện khi mắc song song: U_AB + U₁ + U₂ + ... + U_n 

- Công thức tính điện dung C của tụ điện khi mắc 2 tụ C₁ và C₂ song song: C_b = C₁ + C₂  

- Công thức tính điện dung C của tụ điện khi n tụ giống nhau ghép song song: C_b = nC

Chú ý: 

-  Nếu ban đầu các tụ chưa tích điện, khi ghép song song các tụ điện có cùng một hiệu điện thế.

 - Nếu ban đầu tụ điện (một hoặc một số tụ điện trong bộ) đã được tích điện cần áp dụng định luật bảo toàn điện tích (tổng đại số các điện tích của hai bản nối với nhau bằng dây dẫn được bảo toàn, nghĩa là tổng điện tích của hai bản đó trước khi nối với nhau bằng tổng điện tích của chúng sau khi nối).

2. Mở rộng

+ Nối tụ vào nguồn: U = hằng số

+ Ngắt tụ khỏi nguồn: Q = hằng số

           

3. Bài tập minh họa

Bài tập 1: Cho mạch điện gồm 2 tụ điện C₁ = 3µF, C₂ = 2µF mắc song song. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế U_AB = 25V.

a/ Vẽ hình

b/ Tính điện dung tương đương của bộ tụ

c/ Tính điện tích và hiệu điện thế của mỗi tụ.

Hướng dẫn giải:

a) Vẽ hình

b) Do 2 tụ mắc song song nên C_b = C₁ + C₂ = 3 + 2 = 5μF  

c) Do 2 tụ mắc song song U_AB = U₁ = U₂ = 25V

 + Điện tích mỗi tụ là  

Bài tập 2: Hai tụ không khí phẳng C₁ = 0,2 μC, C₂ = 0,4 μC mắc song song. Bộ tụ được tích điện đến hiệu điện thế U = 450 V rồi ngắt khỏi nguồn. Sau đó lấp đầy khoảng giữa 2 bản C₂ bằng điện môi ε = 2. Tính hiệu điện thế bộ tụ và điện tích mỗi tụ.

Hướng dẫn giải:

- Trước khi ngắt khỏi nguồn 

Do hai tụ mắc song song, ta có:

+ Điện dung của bộ tụ: C = C₁ + C₂ = 0,2 + 0,4 = 0,6 μF

+ Điện tích của bộ tụ: Q = CU = 0,6.10^-6.450 = 2,7.10^-4 C.

- Sau khi ngắt khỏi nguồn

+ Điện dung của tụ C₂ sau khi lấp đầy điện môi: C₂’ = = εC₂ = 2.0,4 = 0,8 μF

+ Điện dung của bộ tụ sau khi lấp đầy C₂ bằng điện môi: 

C’ = C₁ + C₂’ = 0,2 + 0,8 = 1 μF

+ Ngắt tụ ra khỏi nguồn thì điện tích không đổi: Q’ = Q = 2,7.10^-4 C.

+ Hiệu điện thế của bộ tụ sau khi ngắt khỏi nguồn:  

Do 2 tụ mắc song song nên U₁’ = U₂’ = 270 V

+ Điện tích của tụ C₁: Q₁’ = C₁U₁’ = 0,2.10^-6.270 = 5,4.10^-5 C

+ Điện tích của tụ C₂: Q₂’ = C₂’U₂’ = 0,8.10^-6.270 = 2,16.10^-5 C.

Bài tập 3:Cho mạch điện như hình vẽ C₁ = 6 μF, C₂ = 3 μF, C₃ = 6 μF, C₄ = 1 μF, U_AB = 60 V. Tính:

a) Điện dụng của bộ tụ.

b) Điện tích và hiệu điện thê của mỗi tụ.

Hướng dẫn giải:

a) Từ mạch điện suy ra: [(C₂ nt C₃) // C₄] nt C₁

+ Ta có: 

 

b) Ta có: Q = Q₁ = Q₂₃₄ = 1,2.10^-4C

 

=> U₄ = U₂₄ = U₂₃₄ = 40 V

+ Lại có: Q₄ = C₄U₄ = 4.10^-5 C; Q₂₃ = C₂₃U₂₃ = 8.10^-5 C = Q₂ = Q₃

+ Do đó: 

 

Xem thêm các Công thức Vật Lí lớp 11 quan trọng hay khác:

• Công thức tính năng lượng tụ điện

• Công thức tính lực tĩnh điện

• Công thức định luật Cu - lông

• Công thức lực tương tác giữa hai điện tích điểm

• Công thức tính cường độ điện trường

---