Có hai tụ điện. tụ điện 1 có điện dung C1 = 3μF tích điện đến hiệu điện thế U1 = 300V, tụ điện 2 có điện dung C2 = 2μF tích điện đến hiệu điện thế U2=200V. Nối hai bản mang điện tích cùng tên của hai tụ điện đó với nhau. Nhiệt lượng toả ra sau khi nối là.
Đáp án:
\(\Delta \text{W}={{6.10}^{-3}}J\)
Giải thích các bước giải:
nối 2 bản tụ cung tên với nhau
=> tụ mắc song song
\({{C}_{//}}={{C}_{1}}+{{C}_{2}}=5\mu F\)
Điện tích của bộ
\(\begin{align}
& {{Q}_{b}}={{Q}_{1}}+{{Q}_{2}} \\
& ={{C}_{1}}.{{U}_{1}}+{{C}_{2}}.{{U}_{2}}={{3.10}^{-6}}.300+{{2.10}^{-6}}.200 \\
& =1,{{3.10}^{-3}}C \\
\end{align}\)
Năng lượng tụ sau khi nối:
\(\text{W}=\dfrac{Q_{b}^{2}}{2{{C}_{b}}}=\dfrac{{{(1,{{3.10}^{-3}})}^{2}}}{{{2.5.10}^{-6}}}=0,169J\)
Nhiệt lượng tỏa:
\(\begin{align}
& \Delta \text{W}={{\text{W}}_{1}}+{{\text{W}}_{2}}-\text{W} \\
& =\dfrac{1}{2}{{C}_{1}}.U_{1}^{2}+\dfrac{1}{2}.{{C}_{2}}.U_{2}^{2}-0,169 \\
& =\dfrac{1}{2}{{.3.10}^{-6}}{{.300}^{3}}+\dfrac{1}{2}{{.2.10}^{-6}}{{.200}^{2}}-0,196={{6.10}^{-3}}J \\
\end{align}\)