Cho mạch điện như hình vẽ
\({E_1} = 6V,{E_2} = 3V\), \({r_1} = 2\Omega ,{r_2} = 1\Omega \), \({R_1} = 4\Omega ,{R_2} = 2\Omega \). Các tụ điện có điện dung \({C_1} = 0,6\mu F,{C_2} = 0,3\mu F\). Ban đầu K ngắt sau đó đóng K. Hiệu điện thế giữa hai điểm D và N khi K - ngắt và K - đóng.
Trả lời bởi giáo viên
Dòng điện không qua tụ nên mạch điện được vẽ lại như hình:
Cường độ dòng điện trong mạch: \(I = \dfrac{{{E_1} + {E_2}}}{{{R_1} + {R_2} + {r_1} + {r_2}}} = \dfrac{{6 + 3}}{{4 + 2 + 2 + 1}} = 1A\)
Hiệu điện thế giữa hai điểm A, B: \({U_{AB}} = {\rm{ }}I\left( {{R_1} + {\rm{ }}{R_2}} \right) = 1\left( {4 + 2} \right){\rm{ = }}6V\)
- K - mở:
+ Hai tụ C1, C2 nối tiếp: \(\dfrac{1}{C} = \dfrac{1}{{{C_1}}} + \dfrac{1}{{{C_2}}} \to C = \dfrac{{{C_1}{C_2}}}{{{C_1} + {C_2}}} = 0,{2.10^{ - 6}}F\)
+ Hiệu điện thế của bộ tụ: \(U{\text{ }} = {\text{ }}{U_{AB}} = {\text{ }}6V\)
+ Điện tích: \({Q_1} = {\rm{ }}{Q_2} = {\rm{ }}Q{\rm{ }} = {\rm{ }}CU{\rm{ }} = {\rm{ }}1,{2.10^{ - 6}}C\)
+ Hiệu điện thế: \({U_{DN}} = {U_{DA}} + {U_{AN}} = - I{R_1} + {U_1} = - I{R_1} + \dfrac{{{Q_1}}}{{{C_1}}} = - 1.4 + \dfrac{{1,{{2.10}^{ - 6}}}}{{0,{{6.10}^{ - 6}}}} = - 4 + 2 = - 2V\)
Hướng dẫn giải:
+ Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch: \(I = \dfrac{E}{{{R_N} + r}}\)
+ Áp dụng biểu thức tính điện dung nối tiếp: \(\dfrac{1}{C} = \dfrac{1}{{{C_1}}} + \dfrac{1}{{{C_2}}}\)
+ Áp dụng biểu thức \(Q = CU\)