a) Cường độ điện trường trong màng tế bào

Công thức:

\(E = \frac{U}{d}\)

Trong đó:

• \(U = 0 , 07 \textrm{ } V\)
• \(d = 8 \times 10^{- 9} \textrm{ } m\)

Tính:

\(E = \frac{0 , 07}{8 \times 10^{- 9}}\)\(E = 8 , 75 \times 10^{6} \textrm{ }\textrm{ } V / m\)

✅ Cường độ điện trường trong màng tế bào:

\(E \approx 8 , 75 \times 10^{6} \textrm{ }\textrm{ } V / m\)

b) Lực điện tác dụng lên ion

Công thức:

\(F = q E\)

Với:

• \(q = - 3 , 2 \times 10^{- 19} \textrm{ } C\)
• \(E = 8 , 75 \times 10^{6} \textrm{ } V / m\)

Tính độ lớn:

\(F = \mid q \mid E\)\(F = 3 , 2 \times 10^{- 19} \times 8 , 75 \times 10^{6}\)\(F = 2 , 8 \times 10^{- 12} \textrm{ }\textrm{ } N\)

Xác định chiều lực

• Điện trường hướng từ ngoài (+) → trong (−).
• Ion mang điện âm, nên lực điện ngược chiều điện trường.

➡ Lực điện hướng từ trong ra ngoài tế bào.

✅ Kết luận:

• Ion âm bị đẩy ra khỏi tế bào.
• Độ lớn lực điện:

\(F = 2 , 8 \times 10^{- 12} \textrm{ }\textrm{ } N\)

a) Năng lượng tối đa mà bộ tụ tích trữ

Dữ kiện:

• \(C = 99000 \textrm{ } \mu F = 99000 \times 10^{- 6} F = 0 , 099 \textrm{ } F\)
• Điện áp tối đa \(U = 200 \textrm{ } V\)

Áp dụng công thức:

\(W = \frac{1}{2} \times 0 , 099 \times 200^{2}\)\(W = 0 , 5 \times 0 , 099 \times 40000\)\(W = 1980 \textrm{ } J\)

✅ Năng lượng tối đa của tụ điện:

\(W_{m a x} = 1980 \textrm{ } J \approx 2 , 0 \textrm{ } k J\)

b) Phần trăm năng lượng được giải phóng khi hàn

Công suất hàn tối đa:

\(P = 2500 \textrm{ } W\)

Công suất lớn nhất khi thời gian phóng điện nhỏ nhất:

\(t = 0 , 5 \textrm{ } s\)

Năng lượng giải phóng:

\(W_{h \overset{ˋ}{a} n} = P \times t\)\(W_{h \overset{ˋ}{a} n} = 2500 \times 0 , 5\)\(W_{h \overset{ˋ}{a} n} = 1250 \textrm{ } J\)

Tính phần trăm năng lượng sử dụng

\(\% = \frac{W_{h \overset{ˋ}{a} n}}{W_{m a x}} \times 100\)\(\% = \frac{1250}{1980} \times 100\)\(\% \approx 63 , 1 \%\)

✅ Kết quả

a) Năng lượng tối đa của tụ điện:

\(W_{m a x} \approx 1980 \textrm{ } J\)

b) Năng lượng điện giải phóng khi hàn chiếm khoảng:

\(\approx 63 \%\)

năng lượng điện đã tích trữ trong tụ.

Cách làm thường dùng:

• Dùng tay chà nhẹ hai đầu ngón tay vào nhau cho hơi ẩm hoặc tăng ma sát.
• Sau đó vuốt nhẹ vào mép túi nylon, hai lớp túi sẽ tách ra.
• Một số người thổi nhẹ vào miệng túi hoặc xoa hai mép túi vào nhau để tạo khe hở.

Giải thích:

• Khi túi nylon mới lấy ra, hai lớp túi áp sát nhau do:
• • Lực hút tĩnh điện giữa các bề mặt.
  • Lực dính do bề mặt phẳng và nhẹ.
• Khi ta chà tay hoặc vuốt túi, xảy ra hiện tượng nhiễm điện do cọ xát (thuộc lĩnh vực Static Electricity).
• Hai lớp túi có thể mang điện tích cùng dấu, nên đẩy nhau ra, tạo khe hở giúp dễ tách mép túi.

b) Bài toán điện tích

Dữ kiện:

• \(q_{1} = 1 , 5 \textrm{ } \mu C\)
• \(q_{2} = 6 \textrm{ } \mu C\)
• Khoảng cách giữa hai điện tích:
  \(A B = 6 \textrm{ } c m\)

Ta cần đặt \(q_{3}\)

1. Xác định vị trí

Hai điện tích cùng dấu (đều dương) nên điểm lực bằng 0 sẽ nằm giữa hai điện tích.

Giả sử:

• \(q_{3}\)
• \(A M = x\)
• \(B M = 6 - x\)

2. Điều kiện lực bằng 0

Hai lực phải cùng độ lớn và ngược chiều:

\(F_{1} = F_{2}\)

Theo định luật Coulomb's Law:

\(k \frac{\mid q_{1} q_{3} \mid}{x^{2}} = k \frac{\mid q_{2} q_{3} \mid}{\left(\right. 6 - x \left.\right)^{2}}\)

Rút gọn:

\(\frac{q_{1}}{x^{2}} = \frac{q_{2}}{\left(\right. 6 - x \left.\right)^{2}}\)

Thay số:

\(\frac{1.5}{x^{2}} = \frac{6}{\left(\right. 6 - x \left.\right)^{2}}\)\(\frac{\left(\right. 6 - x \left.\right)^{2}}{x^{2}} = 4\)\(\frac{6 - x}{x} = 2\)\(6 - x = 2 x\)\(x = 2 \textrm{ } c m\)

3. Kết luận

• Điểm đặt \(q_{3}\)
• Cách \(q_{1}\)
• Cách \(q_{2}\)

Giá trị điện tích \(q_{3}\)

Để lực tổng bằng 0, giá trị \(q_{3}\)

Hình minh họa

q1 (+1,5µC)        q3 (?)            q2 (+6µC)
A ----------- M ---------------- B
     2 cm           4 cm

Lực tác dụng lên \(q_{3}\)

F1 →      q3      ← F2

Hai lực bằng nhau và ngược chiều → tổng lực bằng 0.

✅ Kết quả:

• Vị trí: giữa hai điện tích, cách \(q_{1}\)