Vận dụng (M3)

Phân tích tính chất lực kéo và quá trình chuyển hóa năng lượng của động cơ tĩnh điện răng lược trong quá trình rotor dịch chuyển. Mỗi phát biểu sau là đúng hay sai?

Phát biểu	Đúng	Sai
Dọc theo trục chuyển động, lực tĩnh điện kéo rotor có độ lớn là một hằng số, hoàn toàn không phụ thuộc vào độ dịch chuyển
Vị trí cân bằng của hệ thống (độ dời ) có sự phụ thuộc tuyến tính bậc nhất vào hiệu điện thế cấp cho động cơ
Nếu thay thế bằng hệ lò xo treo có độ cứng lớn gấp đôi, với cùng mức hiệu điện thế, khoảng dịch chuyển tối đa của rotor sẽ bị giảm đi một nửa
Công do nguồn điện sinh ra trong quá trình kéo rotor dịch chuyển được chuyển hóa hoàn toàn thành độ tăng năng lượng điện trường của bộ tụ điện

Giải thích đáp án:

Đây là câu hỏi M3.

(a) Phát biểu a đúng.

Điện dung của hệ là .

Đạo hàm là một hằng số.

Vì vậy, lực tĩnh điện cũng là một hằng số không phụ thuộc vào biến .

(b) Phát biểu b sai.

Tại vị trí cân bằng, .

Độ dời tỉ lệ thuận với bình phương của hiệu điện thế (), không phải tuyến tính bậc nhất.

(c) Phát biểu c đúng.

Từ biểu thức , ta thấy tỉ lệ nghịch với độ cứng .

Nếu tăng gấp đôi, độ dịch chuyển sẽ giảm đi một nửa.

(d) Phát biểu d sai.

Khi rotor dịch chuyển, điện dung tăng một lượng .

Công do nguồn sinh ra là .

Độ tăng năng lượng điện trường chỉ là .

Một nửa công của nguồn điện đã được dùng để sinh công cơ học làm biến dạng lò xo.