Bài 14.8 (VD) - Phần B trang 56

1. Nội dung câu hỏi: 

Cho các tụ điện với điện dung $C_1=C_4=3 \mu \mathrm{F}, C_2=C_3=6 \mu \mathrm{F}$, ban đầu không tích điện được nối với nhau theo sơ đồ như Hình 14.3. Sau đó mắc hai điểm $A, B$ của mạch điện trên vào nguồn điện không đổi có hiệu điện thế $U_{\mathrm{AB}}=180 \mathrm{~V}$. Tính hiệu điện thế $U_{\mathrm{CD}}$.
 

2. Phương pháp giải: 

Áp dụng kiến thức ghép tụ điện.
 

3. Lời giải chi tiết: 

Giá trị các điện dung tương đương là: $C_{12}=\frac{C_1 C_2}{C_1+C_2}=\frac{3.6}{3+6}=2 \mu \mathrm{F}$ và $C_{34}=\frac{C_3 C_4}{C_3+C_4}=\frac{6.3}{6+3}=2 \mu \mathrm{F}$.

Điện tích trên từng bản tụ là:
$
\begin{aligned}
& Q_{12}=Q_1=Q_2=U_{A B} C_{12}=180 .\left(2 \cdot 10^{-6}\right)=3,6 \cdot 10^{-4} \mathrm{C} \\
& Q_{34}=Q_3=Q_4=U_{A B} C_{34}=180 .\left(2 \cdot 10^{-6}\right)=3,6 \cdot 10^{-4} \mathrm{C}
\end{aligned}
$

Hiệu điện thế giữa hai bản tụ C $C_1$ là: $U_1=\frac{Q_1}{C_1}=\frac{3,6 \cdot 10^{-4}}{3 \cdot 10^{-6}}=120 \mathrm{~V}$

Hiệu điện thế giữa hai bản tụ $C_3$ là: $U_3=\frac{Q_3}{C_3}=\frac{\left(3,6 \cdot 10^{-4}\right)}{6 \cdot 10^{-6}}=60 \mathrm{~V}$

Hiệu điện thế U_CD là:

$U_{\mathrm{CD}}=U_{\mathrm{CA}}+U_{\mathrm{AD}}=-U_3+U_1=-60+120=60 \mathrm{~V}$