Công thức tính hiệu điện the lớp 12
|
Show
Hiệu điện thế là gì? Hiệu điện thế là gì? Các khái niệm liên quan đến hiệu điện thếĐiện trường là gì?Điện trường là môi trường bao quanh điện tích, gắn liền với điện tích và tác dụng lực lên các điện tích khác đặt trong nó. Chính vì vậy mà nơi nào có điện tích thì xung quanh nó đều có điện trường. Điện thế là gì?Điện thế tại một điểm M nằm trong điện trường là đại lượng đặc trưng của điện trường về phương diện tạo ra thế năng khi đặt nó ở một điện tích q và được xác định bằng công thức sau: VM = AM / q Trong đó: VM là điện thế tại MAM là công của lực điện tác dụng lên điện tích q khi di chuyển từ M ra xa vô cựcq là độ lớn của điện tích q Hiệu điện thế là gì?Hiệu điện thế là sự chênh lệch về điện thế giữa hai cực hay chính là công thực hiện được để di chuyển một hạt điện tích trong trường tĩnh điện từ điểm này đến điểm khác. Nó có thể được sinh ra bởi các trường tĩnh điện, dòng điện chạy qua từ trường, các trường từ thay đổi theo thời gian hoặc cả 3 nguồn trên. Đang xem: Công thức tính hiệu điện thế Hiệu điện thế của các nguồn điện khác nhau sẽ khác nhau. Ví dụ như: Pin tròn có hiệu điện thế U= 1,5 VẮc quy xe máy có có hiệu điện thế U= 9 hoặc 12 V Ổ điện trong nhà có có hiệu điện thế U = 220 V READ: Công Thức Tính Hiệu Suất Phản Ứng Hóa Học, Công Thức Tính Hiệu Suất Ổ điện trong nhà có có hiệu điện thế U = 220 V Tại một số quốc gia khác như Đài Loan, Nhật Bản, ổ điện trong nhà có có hiệu điện thế U=110 V. Phân loại hiệu điện thếTùy vào từng ứng dụng cụ thể và quy ước của mỗi quốc gia mà hiệu điện thế lại được phân loại khác nhau, cụ thể như sau: +> Trong truyền tải điện công nghiệp tại Việt Nam, EVN quy ước: Nguồn điện lưới nhỏ hơn 1 kV là hạ thếTừ 1kV đến 66kV là trung thếLớn hơn 66kV là cao thế +> Theo lưới truyền tải điện ở Việt Nam năm 1993: Cao thế có 4 mức: 66kV, 110kV, 220kV và 500kVTrung thế có 5 mức: 6kV, 10kV, 15kV, 22kV và 35 kVHạ thế có 2 mức: 0,4kV và 0,2kV +> Theo mục tiêu đồng bộ lưới điện đến năm 2010 tại Việt Nam: Cao thế có 4 mức: 66kV, 110kV, 220kV và 500kVTrung thế có 2 mức: 22kV và 35 kVHạ thế có 1 mức: 0,4kV +> Theo nghị định chính phủ về bảo vệ an toàn lưới điện cao áp: Điện thế lớn hơn 1000V là cao thếĐối với đồ điện dân dụng, trong bóng hình tivi, điện thế 15-22kV được gọi là cao áp Đơn vị đo và dụng cụ đo hiệu điện thếĐơn vị đo của hiệu điện thế giữa hai điểm trong một hệ thống điện là vôn (V). Gốc thế điện của một hệ thống điện thường được chọn là mặt đất. Dụng cụ đo hiệu điện thế thường được sử dụng là: Vôn kế, đồng hồ vạn năng, đồng hồ đo điện bằng điện tử,…. Hình ảnh vôn kế xoay chiều Hướng dẫn cách đo hiệu điện thế bằng vôn kế với mạch hởBước 1: Căn cứ vào đơn vị đo và độ chia nhỏ nhất của vôn kế mà bạn lựa chọn loại vôn kế phù hợp. Bước 2: Mắc vôn kế song song với 2 cực của nguồn điện, trong đó cực dương (+) của vôn kế sẽ mắc với cực dương của nguồn điện còn cực âm (-) của vôn kế sẽ nối với cực âm của nguồn điện. Tuyệt đối không làm ngược lại vì có thể dẫn đến tình trạng chập, cháy, gây nguy hiểm cho người thực hiện. Bước 3: Đọc kết quả số vôn (milivon) hiển thị trên màn hình. Đây chính là giá trị của hiệu điện thế giữa hai đầu cực của nguồn điện khi chưa mắc vào mạch. READ: Những Công Thức Kem Trộn Trắng Da Body Siêu Trắng Không Bết Rít Đối với loại vôn kế sử dụng kim, trước khi đo hiệu điện thế, bạn cần quan sát vị trí của chiếc kim và chỉnh về số 0 trước khi đo nếu nó bị lệch. Công thức tính hiệu điện thếCông thức 1U = I.R Trong đó: U là hiệu điện thế (V)I là cường độ dòng điện (A)R là điện trở của vất dẫn điện (Ω) Công thức 2UMN= VM- VN= AMN /q Trong đó: UMN là hiệu điện thế giữa điểm M và điểm N (V)AMN là công lực điện được sinh ra để điện tích di chuyển từ điểm M đến điểm N (J)q là điện tích (C) Công thức 3UMN= E.dMN Trong đó: E là cường độ điện trường đều (V/m)dMN là khoảng cách giữa hai hình chiếu của hai điểm M và N trên đường sức (cm) Phân biệt hiệu điện thế và cường độ dòng điệnTrong điện trường, hiệu điện thế và cường độ dòng điện đều là khái niệm dùng để nói lên sự hoạt động của những electron trong điện trường. Tuy nhiên, chúng có những điểm khác nhau nhất định.
Mối quan hệ giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện– Cường độ dòng điện được tạo ra bởi những điện áp nhất định, tức là điện áp có thể tạo nên cường độ dòng điện. Xem thêm: Tổng Hợp Công Thức Hóa Lớp 8, 9 Cơ Bản Cần Nhớ, Tổng Hợp Công Thức Hóa Học 8 Cần Nhớ – Trong một điện trường, nhất định phải có điện áp nhưng không nhất thiết thiết phải có cường độ dòng điện khi đã có điện áp. – Hiệu điện thế và cường độ dòng điện có mối tương quan mật thiết với nhau và cùng tạo nên dòng điện. READ: Chứng Minh Công Thức Tính Thể Tích Hình Nón Cụt, Hình Nón Cụt Bài tập minh họaBài tập 1: Cho 2 bản kim loại phẳng đặt song song với nhau, cách nhau một khoảng 1 cm. Hiệu điện thế giữa bản dương và bản âm là 120 V. Tính điện thế tại điểm M nằm trong khoảng giữa 2 bản, cách bản âm 0,6 cm. Lấy mốc điện thế ở bản âm. Lời giải: Ta có khoảng cách giữa 2 bản âm và dương là d0 = 1 cm = 0,01 m. Điện trường giữa 2 bản kim loại: E = U0 /d0 = 120 / 0,01 = 12.10 3 (V). Điện thế tại điểm M nằm trong khoảng giữa 2 bản, cách bản âm 0,6 cm là: UM = E.dM = 12.103.6.10 -3 = 72 (V) Do mốc điện thế ở bản âm V (-) = 0 nên VM = 72 (V) Bài tập 2: Tính công mà lực điện tác dụng nên một electron sinh ra khi nó chuyển động từ điểm M đến N, biết hiệu điện thế UMN = 50 V. Lời giải: Ta có UMN = 50 V ; qe = 1,6.10 -19 (C) Vậy công của lực điện làm electron di chuyển là AMN = qe . UMN = – 1,6.10 -19.50 = -8.10-18 J Bài tập 3: Một electron di chuyển một đoạn 0,6 cm từ điểm M đến điểm N dọc theo một đường sức điện của một điện trường đều thì lực điện sinh công 9,6.10-18 J a) Tính cường độ điện trường. b) Tính công mà lực điện sinh ra khi eletron di chuyển tiếp 0,4 cm từ điểm N đến điểm P theo phương và chiều nói trên. c) Tính hiệu điện thế UNP. Lời giải: d = 0,6 cm = 0,006 m. Xem thêm: Bài Tiểu Luận Khởi Sự Doanh Nghiệp “, Tiểu Luận Khởi Sự Doanh Nghiệp a) Ta có cường độ điện trường là E = 9,6.10-18 / (0,006.1, 602.10-19) = 104 (V/m) b) dNP = 0,4 cm = 0,004 m Công mà lực điện sinh ra khi eletron di chuyển tiếp 0,4 cm từ điểm N đến điểm P là ANP = E.q.dNP = 104.1, 602.10-19.0,004 = 6,4.10-18 (J) c) Hiệu điện thế UNP = ANP /q = – 40 (V) Trên đây là một số thông tin về hiệu điện thế là gì mà chúng tôi muốn chia sẻ đến bạn đọc. Hy vọng nó sẽ hữu ích cho các bạn trong việc học vật lý cũng như trong cuộc sống hàng ngày. Xem thêm bài viết thuộc chuyên mục: Công thức
ĐIỆN THẾ - HIỆU ĐIỆN THẾ 1. Điện thế a) Khái niệm điện thế. Điện thế tại một điểm đặc trưng cho điện trường về phương diện tạo ra thế năng của điện tích q. Ta gọi nó là điện thế tại M : \(V_{M}=\dfrac{W_{M}}{q}=\dfrac{A_{M\infty }}{q}\) (5.1) b) Định nghĩa Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng riêng cho điện trường về khả năng sinh công khi đặt nó tại một điện tích q. Nó được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên q khi q di chuyển từ M ra vô cực và độ lớn của q : \(V_{M}=\dfrac{A_{M\infty }}{q}\) c) Đơn vị điện thế. Đơn vị điện thế là Vôn, kí hiệu là V. Trong công thức (5.1), nếu q = 1 C, AM∞ = 1 J thì VM = 1 V. d) Đặc điểm của điện thế. - Điện thế là đại lượng số. Trong công thức \(V_{M}=\dfrac{A_{M\infty }}{q}\) vì q > 0 nên nếu AM∞ >0 thì VM > 0. Nếu AM∞ < 0 thì VM < 0. - Điện thế của đất và của một điểm ở vô cực thường lấy bằng 0. (Vđất = 0). - Điện thế tại điểm M gây bởi điện tích q: \({V_M} = k\frac{q}{r}\) - Điện thế tại một điểm do nhiều điện tích gây ra: \(V = {V_1} + {V_2} + ... + {V_M}\) 2. Hiệu điện thế a) Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N là hiệu điện thế giữa VM và VN. (Hình 5.1) UMN = VM – VN. (5.2)  b) Định nghĩa Từ công thức (5.2) ta suy ra : \(U_{MN}=\dfrac{A_{M\infty }}{q}-\dfrac{A_{N\infty }}{q}=\dfrac{A_{M\infty }-A_{N\infty }}{q}\) Mặt khác ta có thể viết AM∞ =AMN + AN∞ Kết quả thu được :\(U_{MN}=\dfrac{A_{MN}}{q}\) (5.3) Vậy hiệu điện thế giữa hai điểm M và N trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích từ M đến N. Nó được xác định bằng thương số công của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự di chuyển của M và N và độ lớn của q. Đơn vị hiệu điện thế cũng là Vôn (V). Vôn là hiệu điện thế giữa hai điểm mà nếu di chuyển điện tích q = 1 C từ điểm nọ đến điểm kia thì lực điện sinh công là 1 J. c) Đo hiệu điện thế Người ta đo hiệu điện thế tĩnh điện bằng tĩnh điện kế. d)Hệ thức giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường \(U_{MN}=\dfrac{A_{MN}}{q}=Ed\) hay \(E=\dfrac{U_{MN}}{d}=\dfrac{U}{d}\) (5.4) Công thức này cho thấy tại sao ta lại dùng đơn vị của cường độ điện trường là Vôn trên mét (V/m). Sơ đồ tư duy về điện thế. Hiệu điện thế |
