Đề bài
Một đèn nêon (Ne) được mắc vào mạch điện nhự Hình V.3, với nguồn điện E = 1,6V; r = 1,0 Ω ; điện trở R = 7,0 Ω và cuộn dây dẫn L = 10 mH.Đèn nêon trong mạch chỉ phát sáng (do hiện tượng phóng điện tự lực) khi hiệu điện thế giữa hai cực của nó đạt từ 80 V trở lên.
a) Khoá K đóng. Đèn nêon có phát sáng không ?
b) K đang đóng. Người ta đột nhiên mở khoá K và thấy đèn nêon loé sáng. Hỏi khoảng thời gian Δt để cường độ dòng điện trong mạch giảm đến không, phải thoả mãn điều kiện gì?
Phương pháp giải - Xem chi tiết
Sử dụng biểu thức định luật Ôm cho toàn mạch: \({I_0} = \dfrac{E}{R + r}\)
Lời giải chi tiết
a) Khi khóa K đang đóng: dòng điện trong mạch điện có cường độ không đổi xác định theo định luật Ôm cho toàn mạch:
\({I_0} = \dfrac{E}{R + r} = \dfrac{1,6}{7,0 + 1,0} = 0,20A\)
Hiệu điện thế giữa hai cực của đèn neon nhỏ không đáng kể, nên đèn không phát sáng.
b) Khi ngắt khóa K: cường độ dòng điện i trong cuộn cảm L giảm nhanh từ I0 = 0,20A đến I = ,0 làm xuất hiện trong nó suất điện động tự cảm etc và hình thành giữa hai đầu đoạn mạch MN một hiệu điện thế
\({u_{tc}}\approx \left|{{e_{tc}}}\right| = L| \dfrac{\Delta i}{\Delta t}|\)
(do cuộn cảm L có điện trở nhỏ không đáng kể)
Muốn đèn lóe sáng thì utc ≥ 80V
\(\eqalign{
& \Rightarrow L\left| {{{\Delta i} \over {\Delta t}}} \right| \ge 80 \cr
& \Rightarrow \Delta t \le {{L\left| {\Delta i} \right|} \over {80}} \Rightarrow \Delta t \le {{L\left| {I - {I_0}} \right|} \over {80}} \Rightarrow \Delta t \le 25\mu s \cr} \)
