Nạp và phóng điện tụ điện (mạch RC)

Chuyển khóa K sang ① để nạp: dòng điện lớn lúc đầu rồi giảm dần; sang ② để phóng qua điện trở và đèn LED: dòng điện đổi chiều. Diện tích dưới đồ thị i–t bằng điện lượng dịch chuyển; sau 1τ tụ nạp được 63 % (hoặc còn 37 % khi phóng).

τ = R C q = C u_{C}

t = 0 s

i–t (diện tích = điện lượng; dấu − chỉ dòng đổi chiều)

u_C–t (nạp đầy u_C = ℰ)

Số liệu trực tiếp

Dòng điện i0 mA

Hiệu điện thế u_C0 V

Điện tích q = Cu_C0 mC

Hằng số thời gian τ = RC4,4 s

Điện lượng đã nạp0 mC

Điện lượng đã phóng0 mC

Nạp đầy rồi phóng hết: điện lượng nạp = điện lượng phóng = Cℰ = 19,8 mC.

Thông số mạch

Suất điện động ℰ

Điện dung C

Điện trở R

Tô diện tích dưới i–t

Đổi thông số sẽ bắt đầu lại phép đo; dùng “Giữ đường cong” để so sánh.

Giải bài toán bằng thí nghiệm

Tụ điện 2200 µF được nạp qua điện trở 2 kΩ từ nguồn 9 V. Tính hằng số thời gian, cường độ dòng điện lúc bắt đầu nạp và điện tích của tụ khi đã nạp đầy.

Bước 1 · Tự giải ra giấy, nhập đáp số của em

Hằng số thời gian τsDòng lúc bắt đầu nạpmAĐiện tích khi đầymC

Bước 2 · Nạp số liệu của đề vào thí nghiệm

Đại lượng	Em tính	Thí nghiệm đo
Hằng số thời gian τ	—	chưa đo
Dòng lúc bắt đầu nạp	—	chưa đo
Điện tích khi đầy	—	chưa đo

Khớp nếu sai lệch không quá 1% (chấp nhận làm tròn).

Công thức

$τ = R C q = C u_{C}$

$u_{C} = ℰ (1 - e^{- t / τ})$ (nạp) · $u_{C} = U_{0} e^{- t / τ}$ (phóng)

Nạp và phóng điện tụ điện (mạch RC)

Đại lượng

Em tính

Thí nghiệm đo

Hằng số thời gian τ

—

chưa đo

Dòng lúc bắt đầu nạp

—

chưa đo

Điện tích khi đầy

—

chưa đo