Bài 3806

Question

Ba tụ có định mức $C_1: 10 \mu F-100 V; C_2: 15 \mu F-50 V; C_3: 30 \mu F-10V$.
Trong các cách ghép thành bộ sau đây:
a) Ghép song song.
b) Ghép nối tiếp.
c) Ghép $C_1$ song song với bộ ($C_2$ nối tiếp $C_3$).
d) $C_1$ nối tiếp với bộ ($C_2$song song $C_3$).
Cách ghép nào có hiệu điện thế cao nhất ?
Cách nào dự trữ được nhiều điện tích nhất ?
Cách nào tích được nhiều năng lượng nhất ?

phuongna · Answer 1 · 9/13/2012 3:44:24 PM

Trước hết ta tìm định mức của bộ tụ trong bốn mạch:
Ghép song song: $U_1 \leq 10 V; C_{tđ1}=55 \mu F; Q_1 \leq C_{tđ2}U; Q \leq 550 \mu C$
    $W_1=\frac{1}{2}QU \leq 2750 \mu J $
Ghép nối tiếp: Do $Q_1 \leq 1000 \mu C; Q_2 \leq 750 \mu C; Q_3 \leq 300 \mu C$ nên $Q\leq 300 \mu C$
    $\frac{1}{C_{tđ}}=\frac{1}{C_1}+\frac{1}{C_2}+\frac{1}{C_3}=\frac{1}{5} \Rightarrow C_{tđ}=5 \mu F; U\leq \frac{300}{5}\Rightarrow U \leq 60 V     $
năng lượng: $W\leq \frac{1}{2}QU \Rightarrow W \leq 9000 \mu J   $

Ghép nối tiếp $C_1$ với bộ $C_2// C_3$ như hình vẽ.
Bộ $C_{23}$ chịu được hiệu điện thế $U_{23} \leq 10 V.$
Bộ $C_{23}$ trữ được điện tích $Q_{23}=C_{23}U_{23} \leq 100 \mu C$.
Tụ $C_1$ trữ được điện tích $Q_1 \leq 1000 \mu C$.
Vậy bộ tụ như hình vẽ chịu được điện tích $Q_a \leq 100 \mu C$.
Do $C_{tđ}=\frac{C_1C_{23}}{C_1+C_{23}}=\frac{90}{11} \mu F $, nên $U=\frac{Q}{C_{tđ}} \leq \frac{110}{9}V, U\leq 12,22 V $
Năng lượng $W=\frac{1}{2}QU \leq \frac{5500}{9} \mu J; W\leq 611,1 \mu J $.
Ghép $C_1$ song song với bộ $C_2,C_3$ nối tiếp như hình vẽ.
Do $Q_2 \leq 750 \mu C, Q_3=300 \mu C$. Nên bộ nối tiếp $C_2$ và $C_3$ chỉ tích được điện tích $Q_{23}\leq 300 \mu C$. Theo đó, hiệu điện thế mà chúng chịu được là $U_{23}\leq \frac{Q_{23}}{C_{23}} \Rightarrow U_{23} \leq 30 V$
Do $U_1\leq 100V; U_{23}\leq 30 V$ , nên mạch tụ ở hình vẽ chỉ chịu được $U\leq 30V$.
Năng lượng: $W=\frac{1}{2} QU\leq 9000 \mu J$
Kết luận:
Cách ghép có hiệu điện thế cao nhất là cách ghép nối tiếp.
Cách ghép tích được nhiều điện tích nhất là ghép theo sơ đồ như hình vẽ.
Các ghép tích trữ được nhiều năng lượng nhất là ghép theo sơ đồ hình vẽ hoặc ghép nối tiếp.

Bài 3806

1 Đáp án

Lý thuyết liên quan

Bài 3806

1 Đáp án

Liên quan

Dao Động Cơ - Tổng hợp dao động điều hòa:

Lý thuyết liên quan