Tụ phẳng không khí có điện dung C = 400 pF được tích điện đến hiệu điện thế U = 250 V. Sau đó ngắt tụ điện khỏi nguồn, nhúng tụ điện vào chất điện môi lỏng có hằng số điện môi ε = 2.

a. Điện tích Q của tụ điện lúc chưa nhúng vào chất điện môi là 1,5.10^-7 C.

b. Điện dung C₁ sau khi ngắt tụ điện khỏi nguồn và nhúng tụ điện vào chất điện môi lỏng là 0,8.10^-9 F.

c. Hiệu điện thế U₁ là 150 V.

d. Điện tích Q₁ sau khi nhúng tụ điện vào chất điện môi lỏng là 1,5.10^-8 C.

Hướng dẫn giải

a. Lúc chưa nhúng vào chất điện môi: \(\) 10^-7 C            

b. Tụ phẳng không khí: \[C = \frac{S}{{{{9.10}^9}.4\pi d}} = {400.10^{ - 12}}\,\left( F \right)\]

Nhúng tụ điện vào chất điện môi: \[{C_1} = \frac{{\varepsilon .S}}{{{{9.10}^9}.4\pi .d}} = 2.C = 800\,\,pF\]                                               

c. \({U_1} = \frac{{{{\rm{Q}}_1}}}{{{{\rm{C}}_1}}}{\rm{ = }}\frac{{\rm{Q}}}{{{{\rm{C}}_1}}}{\rm{ = 125}}\,\left( {\rm{V}} \right)\)                                                                                                                                 

d. \(Q = {Q_1} = \) 10^-7 C