Công thức liên quan đến ghép tụ lớp 11 (hay, chi tiết)

Bài viết Công thức liên quan đến ghép tụ lớp 11 trình bày đầy đủ công thức, ví dụ minh họa có lời giải chi tiết và các bài tập tự luyện giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Công thức liên quan đến ghép tụ từ đó học tốt môn Vật Lí 11.

1. Công thức

• Bộ tụ ghép nối tiếp

$U=U_1+U_2+\mathrm{...}+U_n$

$Q=Q_1=Q_2=\mathrm{...}=Q_n$

$\frac{1}{C}=\frac{1}{C_1}+\frac{1}{C_2}+\mathrm{...}+\frac{1}{C_n}$

• Bộ tụ ghép song song

$U=U_1=U_2=\mathrm{...}=U_n$

$Q=Q_1+Q_2+\mathrm{...}+Q_n$

$C=C_1+C_2+\mathrm{...}+C_n$

2. Ví dụ

Ví dụ 1. Bộ tụ điện ghép song song (Hình vẽ) gồm: $C_1=\mathrm{3,00}\mu \text{F}$; $C_2=\mathrm{6,00}\mu \text{F}$; $C_3=\mathrm{12,0}\mu \text{F}$; $C_4=\mathrm{24,0}\mu \text{F}$. Hiệu điện thế $U=\mathrm{18,0} \text{V}$

a) Xác định điện dung của tương đương của bộ tụ điện.

b) Tìm điện tích trên tụ điện có điện dung C₃.

c) Tìm tổng điện tích của bộ tụ điện.

Hướng dẫn giải

a) $C_{td}=C_1+C_2+C_3=3+6+12+24=\mathrm{45,0}\mu \text{F}$

b) $Q_3=C_{3}U=12.18=216\mu \text{C}$

c) $Q_{td}=C_{td}.U=45.18=810\mu \text{C}$

Ví dụ 2. Bốn tụ điện được mắc nối tiếp (Hình vẽ). $C_1=\mathrm{3,0}\mu \text{F}; C_2=\mathrm{6,0}\mu \text{F}; C_3=12\mu \text{F}; C_4=24\mu \text{F};U=18 \text{V}$.

a) Tính điện dung tương đương của bộ tụ điện.

b) Tính điện tích của tụ điện có điện dung C₃.

c) Tìm hiệu điện thế giữa hai bản của tụ điện có điện dung C₃.

Hướng dẫn giải

a) $\frac{1}{C_{td}}=\frac{1}{C_1}+\frac{1}{C_2}+\frac{1}{C_3}+\frac{1}{C_4}\Rightarrow C_{td}=\mathrm{1,6}\mu \text{F}$

b) $Q_3=Q_{td}=C_{td}U=\mathrm{1,6.18}=\mathrm{28,8}\mu \text{C}$

c) $U_3=\frac{Q_3}{C_3}=\frac{\mathrm{28,8}}{12}=\mathrm{2,4} \text{V}$

3. Bài tập

Câu 1: Bộ ba tụ điện C₁ = C₂ = C₃/2 ghép song song rồi nối vào nguồn có hiệu điện thế 45V thì điện tích của bộ tụ là 18.10^-4 C. Tính điện dung của các tụ điện:

 A. C₁ = C₂ = 5μF; C₃ = 10 μF                          

B. C₁ = C₂ = 8μF; C₃ = 16 μF

 C. C₁ = C₂ = 10μF; C₃ = 20 μF                        

D. C₁ = C₂ = 15μF; C₃ = 30 μF

Đáp án đúng là C

Câu 2: Hai tụ điện có điện dung C₁ = 2 μF; C₂ = 3 μF mắc nối tiếp nhau. Tính điện dung của bộ tụ:

 A. 1,8 μF                      

B. 1,6 μF                       

C. 1,4 μF                       

D. 1,2 μF

Đáp án đúng là D

Câu 3: Hai tụ điện có điện dung C₁ = 2 μF; C₂ = 3 μF mắc nối tiếp nhau. Đặt vào bộ tụ hiệu điện thế một chiều 50V thì hiệu điện thế của các tụ là:

A. U₁ = 30 V; U₂ = 20 V.                                  

B. U₁ = 20 V; U₂ = 30 V.

C. U₁ = 10 V; U₂ = 40 V.

D. U₁ = 250 V; U₂ = 25 V.

Đáp án đúng là A

Câu 4: Bốn tụ điện mắc thành bộ theo sơ đồ như hình vẽ. Biết C₁ = 1μF; C₂ = C₃ = 3 μF. Khi nối hai điểm M, N với nguồn điện thì C₁ có điện tích q₁ = 6μC và cả bộ tụ có điện tích q = 15,6 μC. Hiệu điện thế đặt vào bộ tụ đó là:

 A. 4 V.                          

B. 6 V.                           

C. 8 V.                           

D. 10 V.

Đáp án đúng là C

Câu 5: Bốn tụ điện mắc thành bộ theo sơ đồ như hình vẽ. Biết C₁ = 1μF; C₂ = C₃ = 3 μF. Khi nối hai điểm M, N với nguồn điện thì C₁ có điện tích q₁ = 6μC và cả bộ tụ có điện tích q = 15,6 μC. Điện dung C₄ là:

A. 1 μF.                         

B. 2 μF.                         

C. 3 μF.                         

D. 4 μF.

Đáp án đúng là B

Câu 6: Ba tụ C₁ = 3nF, C₂ = 2nF, C₃ = 20nF mắc như hình vẽ. Nối bộ tụ với hiệu điện thế 30V. Tính điện dung của cả bộ tụ:

A. 2 nF.                         

B. 3 nF.

C. 4 nF.                         

D. 5 nF.

Đáp án đúng là C

Câu 7: Ba tụ C₁ = 3nF, C₂ = 2nF, C₃ = 20nF mắc như hình vẽ trên. Nối bộ tụ với hiệu điện thế 30V thì tụ C₁ bị đánh thủng. Tìm điện tích và hiệu điện thế trên tụ C₃:

A. U₃ = 15 V; q₃ = 300 nC                                

B. U₃ = 30 V; q₃ = 600 nC.

C. U₃ = 0 V; q₃ = 600 nC                                  

D. U₃ = 25 V; q₃ = 500 nC.

Đáp án đúng là B

Câu 8: Ba tụ điện ghép nối tiếp có C₁ = 20pF, C₂ = 10pF, C₃ = 30pF. Tính điện dung của bộ tụ đó:

A. 3,45 pF.                    

B. 4,45 pF.                    

C. 5,45 pF.                    

D. 6,45 pF.

Đáp án đúng là A

Câu 9: Một mạch điện như hình vẽ, C₁ = 3 μF, C₂ = C₃ = 4 μF. Tính điện dung của bộ tụ:

A. 3 μF.                         

B. 5 μF.

C. 7 μF.                         

D. 12 μF.

Đáp án đúng là B

Câu 10: Một mạch điện như hình vẽ trên, C₁ = 3 μF, C₂ = C₃ = 4 μF. Nối hai điểm M, N với hiệu điện thế 10V. Điện tích trên mỗi tụ điện là:

A. q₁ = 5 μC; q₂ = q₃ = 20 μC.

B. q₁ = 30 μC; q₂ = q₃ = 15 μC.

C. q₁ = 30 μC; q₂ = q₃ = 20 μC.

D. q₁ = 15 μC; q₂ = q₃ = 10 μC.

Đáp án đúng là C

Xem thêm các bài viết về công thức Vật Lí 11 sách mới hay, chi tiết khác:

• Công thức năng lượng của tụ điện

• Công thức cường độ dòng điện

• Công thức vận tốc trôi

• Công thức điện trở. Định luật Ohm

• Công thức các yếu tố ảnh hưởng lên điện trở

---