Giải thích chi tiết

Để giải quyết bài toán này, chúng ta cần làm rõ các phần a, b, c và d liên quan đến tụ điện phẳng. ### a. Tụ điện phẳng sử dụng không khí làm chất điện môi. Tụ điện phẳng có điện dung được tính bằng công thức: \[ C = \frac{\varepsilon_0 \cdot S}{d} \] Trong đó: - \( C \) là điện dung (5 nF = \( 5 \times 10^{-9} F \)) - \( \varepsilon_0 \) là hằng số điện môi của chân không (\( 8.85 \times 10^{-12} F/m \)) - \( S \) là diện tích của bản tụ - \( d \) là khoảng cách giữa hai bản tụ (2 mm = \( 2 \times 10^{-3} m \)) Từ công thức trên, chúng ta có thể tính diện tích \( S \): \[ S = \frac{C \cdot d}{\varepsilon_0} = \frac{5 \times 10^{-9} F \cdot 2 \times 10^{-3} m}{8.85 \times 10^{-12} F/m} \] Tính toán sẽ cho ta giá trị của \( S \). ### b. Hiệu điện thế lớn nhất giữa hai bản tụ là \( 6 \times 10^5 V \). Hiệu điện thế \( U \) giữa hai bản tụ được tính bằng công thức: \[ U = E \cdot d \] Trong đó: - \( E \) là cường độ điện trường - \( d \) là khoảng cách giữa hai bản tụ Từ dữ liệu bài toán, chúng ta có \( E = 3 \times 10^5 V/m \) và \( d = 2 \times 10^{-3} m \). Vậy: \[ U = 3 \times 10^5 V/m \cdot 2 \times 10^{-3} m = 6 \times 10^5 V \] ### c. Điện tích lớn nhất có thể tích cho tụ là \( 3 \mu C \). Điện tích \( Q \) trên tụ điện được tính bằng công thức: \[ Q = C \cdot U \] Thay các giá trị đã biết vào: \[ Q = 5 \times 10^{-9} F \cdot 6 \times 10^5 V = 3 \mu C \] ### d. Tụ điện phẳng chỉ có khả năng cung cấp điện cho các thiết bị. Tụ điện phẳng thường được sử dụng để lưu trữ năng lượng tạm thời trong các mạch điện, cung cấp điện cho các thiết bị trong thời gian ngắn hoặc để lọc tín hiệu. Tuy nhiên, tụ điện không phải là nguồn điện liên tục và không thể thay thế cho nguồn điện như ắc quy. ### Kết luận Tụ điện phẳng sử dụng không khí làm chất điện môi với điện dung 5 nF, chịu được cường độ điện trường tối đa 3 x 10^5 V/m, khoảng cách giữa các bản là 2 mm, có thể tạo ra hiệu điện thế tối đa 6 x 10^5 V và tích trữ điện tích tối đa là 3 μC.