Bài tập 21.17. Hai tụ điện a và b (Hình 21.7) đã được tích điện lần lượt tới hiệu điện thế $U_{a} = 100 V$ và $U_{b} = 120 V$. Sau đó đem ghép nối hai tụ điện bằng cách nối hai dây dương (màu đỏ) với nhau và nối hai dây âm (màu trắng) với nhau.
a) Hãy vẽ sơ đồ mạch điện ghép nối.
b) Xác định năng lượng của mỗi tụ điện trước và sau khi ghép nối.
Bài Làm:
a) Vẽ mạch điện như hình:
b) Năng lượng tụ điện a và b trước khi ghép nối là:
$W_{a/tr}=\frac{C_{a}U^{2}_{a}}{2}=\frac{2.10^{-6}.100^{2}}{2}=0,01$ (J)
$W_{b/tr}=\frac{C_{b}U^{2}_{b}}{2}=\frac{1,5.10^{-6}.120^{2}}{2}=0,0108$ (J)
Sau khi ghép nối ta có $Q_{sau} = Q_{a} + Q_{b}$
$U_{sau}=\frac{Q_{sau}}{C_{sau}}=\frac{C_{a}U_{a}+C_{b}U_{b}}{C_{a}+C_{b}}=\frac{760}{7}$ (V)
Năng lượng các tụ điện sau khi ghép nối là:
$W_{a/sau}=\frac{C_{a}U^{2}_{sau}}{2}=\frac{2.10^{-6}.(\frac{760}{7})^{2}}{2}=0,01179$ (J)
$W_{b/sau}=\frac{C_{b}U^{2}_{sau}}{2}=\frac{1,5.10^{-6}.(\frac{760}{7})^{2}}{2}=0,00884$ (J)
