Bạn có quen thuộc với tụ điện?

Trong tay phải tôi cầm… một cái bình, và tay kia tôi cố gắng tạo ra tia lửa từ thùng điện. Đột nhiên tay phải của tôi bị đánh mạnh đến nỗi toàn thân tôi rung lên như bị sét đánh… Tôi tưởng rằng sự kết thúc đã đến. Pieter van Muschenbrouck

Trong quá trình thí nghiệm, một bình Leyden phủ staniol được nối với một sợi dây qua đó các bán cầu được tích điện… Henry Cavendish

Nỗ lực đầu tiên của tôi nhằm làm chệch hướng một chùm tia âm cực là cho nó đi qua giữa hai tấm kim loại… và tạo ra một điện trường giữa các tấm kim loại. Joseph John Thomson

…hiệu điện thế giữa hai dây dẫn tỉ lệ thuận với điện tích của chúng…hệ số tỉ lệ được gọi là điện dung, và hệ hai dây dẫn được gọi là tụ điện. Richard Feynman

Nó có quen thuộc với bạn không?

?

tụ điện

Chẳng phải là có quá nhiều vinh dự cho một thiết bị trong phần truyền thống dành cho các định luật, hiện tượng và khái niệm cơ bản sao? Thứ nhất, trong hơn hai thế kỷ rưỡi, ông là người tham gia không thể thiếu trong nhiều nghiên cứu quan trọng. Việc phát hiện ra bình Leyden đơn giản đã cách mạng hóa các thí nghiệm về điện, và sau đó tụ điện được sử dụng trong tất cả các thí nghiệm mang tính quyết định trong đó khoa học hiện đại ra đời, cho đến khi thuyết tương đối được xác nhận. Thứ hai, tụ điện vẫn cực kỳ quan trọng đối với việc luyện tập. Phóng điện tụ điện trong đèn flash, tia laser kích thích và đèn huỳnh quang, cũng như hoạt động của máy khử rung tim giúp bệnh nhân sống lại bằng cách truyền xung điện qua tim chỉ là một vài lĩnh vực ứng dụng của chúng. Và chúng ta có thể nói gì về tivi và radio, máy tính bỏ túi và máy tính lớn, micrô và điện thoại cũng như nhiều phương tiện liên lạc khác! Tụ điện có thể được tìm thấy ở bất cứ nơi nào sử dụng mạch tích hợp. Đúng vậy, chúng không còn giống với những thiết bị tích lũy điện tích đầu tiên nữa - việc thu nhỏ một lít “bình Leyden” sẽ giúp bạn có thể lắp nó vào một bộ phận hầu như không nhìn thấy được trên đầu ghim. Chà, và thứ ba, bạn sẽ gặp tụ điện nhiều lần trong khóa học vật lý ở trường của mình. Trường nào được hình thành trong chúng, các lựa chọn khả thi cho kết nối của chúng là gì, chúng tích lũy và giải phóng năng lượng như thế nào, chúng hoạt động như thế nào trong các mạch điện một chiều hoặc xoay chiều, cách các hạt tích điện bay qua chúng, cách chúng nhận và truyền thông tin với sự trợ giúp của chúng - đây là những câu hỏi mà bạn cần có khả năng trả lời. Chúng tôi hy vọng tập Kính vạn hoa này sẽ giúp bạn giải quyết chúng.

Câu hỏi và bài toán

1. Có thể sạc một bình Leyden mà không cần nối đất một trong số đó không $обкладок?^{2.}$ Cường độ trường sẽ thay đổi như thế nào giữa các bản của một tụ điện bản song song đơn độc nếu điện tích trên một trong các bản tăng gấp đôi?

2. Trong trường hợp nào lực tương tác giữa các bản của tụ điện tích điện đặt trong chất điện môi lỏng: a) tỉ lệ thuận với hằng số điện môi của môi trường; b) tỷ lệ nghịch với $ей?^{4.}$ Một tụ điện không khí phẳng, các bản của nó nằm ngang, được lấp đầy một nửa bằng chất điện môi lỏng có độ thấm $\varepsilon$. Phần nào của tụ điện phải được lấp đầy bằng cùng một chất điện môi với sự sắp xếp theo chiều dọc của các bản sao cho điện dung trong cả hai trường hợp là $одинаковы?^{5.}$ Tìm điện dung của dãy tụ điện như trong hình 1, nếu điện dung của mỗi tụ điện là $С.^{6.}$ Giá trị của điện dung $C_{x}$ là bao nhiêu, nếu tổng điện dung của mạch điện như trong hình 2 là 2C?

Hình 1

Hình 2

7. Bốn tấm kim loại giống hệt nhau được đặt trong không khí ở những khoảng cách bằng nhau và được nối với nhau bằng một dây dẫn, như được chỉ ra trong hình 3. Xác định điện dung của hệ thống đó nếu điện dung của mỗi cặp tấm riêng lẻ là $C_{0}.^{8.}$ Một tụ điện đã tích điện được mắc song song với cùng một tụ điện nhưng không tích điện. Năng lượng của trường $конденсатора?^{9.}$ đầu tiên đã thay đổi bao nhiêu lần? Cạnh của tấm điện môi được mắc vào một tụ điện đã tích điện. $Что^{Рис.} 3$