Đề bài
Một đèn nêon [Ne] được mắc vào mạch điện nhự Hình V.3, với nguồn điệnE = 1,6V;r = 1,0Ω; điện trởR= 7,0Ωvà cuộn dây dẫnL= 10 mH.Đènnêon trong mạch chỉ phát sáng [do hiện tượng phóng điện tự lực] khi hiệu điện thế giữa hai cực của nó đạt từ 80 V trở lên.
a] Khoá K đóng. Đèn nêon có phát sáng không ?
b] K đang đóng. Người ta đột nhiên mở khoá K và thấy đèn nêon loé sáng. Hỏi khoảng thời gian Δtđể cường độ dòng điện trong mạch giảm đến không, phải thoả mãn điều kiện gì?
Phương pháp giải - Xem chi tiết
Sử dụng biểu thức định luật Ôm cho toàn mạch:\[{I_0} = \dfrac{E}{R + r}\]
Lời giải chi tiết
a] Khi khóa K đang đóng: dòng điện trong mạch điện có cường độ không đổi xác định theo định luật Ôm cho toàn mạch:
\[{I_0} = \dfrac{E}{R + r} = \dfrac{1,6}{7,0 + 1,0} = 0,20A\]
Hiệu điện thế giữa hai cực của đèn neon nhỏ không đáng kể, nên đèn không phát sáng.
b] Khi ngắt khóa K: cường độ dòng điện i trong cuộn cảm L giảm nhanh từ I0= 0,20A đến I = ,0 làm xuất hiện trong nó suất điện động tự cảm etcvà hình thành giữa hai đầu đoạn mạch MN một hiệu điện thế
\[{u_{tc}}\approx \left|{{e_{tc}}}\right| = L| \dfrac{\Delta i}{\Delta t}|\]
[do cuộn cảm L có điện trở nhỏ không đáng kể]
Muốn đèn lóe sáng thì utc 80V
\[\eqalign{
& \Rightarrow L\left| {{{\Delta i} \over {\Delta t}}} \right| \ge 80 \cr
& \Rightarrow \Delta t \le {{L\left| {\Delta i} \right|} \over {80}} \Rightarrow \Delta t \le {{L\left| {I - {I_0}} \right|} \over {80}} \Rightarrow \Delta t \le 25\mu s \cr} \]