Một bộ tụ gồm 5 tụ điện giống hệt nhau nối tiếp mỗi tụ có \({C} = 10{\rm{ }}\mu F\) được nối vào hiệu điện thế 100 V. Khi tụ trên bị đánh thủng thì năng lượng của bộ tụ bị tiêu hao do phóng điện. Tìm năng lượng tiêu hao đó.
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa làm cho trường hợp tổng quát gồm n tụ và có 1 tụ bị đánh thủng
+ Trước khi tụ điện bị đánh thủng, điện tích của bộ tụ điện là: \({q_1} = \frac{{CU}}{n}\)
+ Sau khi tụ điện bị đánh thủng thì \({q_2} = \frac{{CU}}{n-1}\)
+ Điện tích của bộ tụ điện tăng lên 1 lượng \(\Delta q = {q_2} - {q_1} = \frac{{CU}}{{n\left( {n - 1} \right)}}\)
+ Năng lượng của tụ điện tăng lên do nguồn điện đã thực hiện công để đưa thêm điện tích tới tụ điện \( \Rightarrow A = \Delta qU = \frac{{C{U^2}}}{{n\left( {n - 1} \right)}}\) + Gọi năng lượng tiêu hao do sự đánh thủng là W', theo định luật bảo toàn năng lượng, ta được: \({\rm{W}}' = A - \Delta {\rm{W}} = \frac{{C{U^2}}}{{2n\left( {n - 1} \right)}}\)
+ Áp dụng vào bài toán trên và thay n = 5 ta được W' = 5.10-3 J
