Nhà vật lý học thiên tài Georg Simon Ohm [ sinh ngày 16/3/1789 – mất ngày 6/7/1854] là một nhà vật lý người Đức. Là một giáo viên trung học, Ohm bắt đầu nghiên cứu phát minh gần thời gian đó của Alessandro Volta, pin Volta. Ông là người đã phát biểu định luật Ohm. Kết quả nghiên cứu của ông gọi là định luật Ohm, công bố năm 1827. Cho tới cuối thế kỉ 19, định luật này mới được các nhà vật lý học trên toàn thế giới công nhận và được ứng dụng rộng rãi. Ông qua đời tại Munich vào năm 1854 và được chôn cất tại Südlicher Friedhof.
Tóm tắt 1 số thông tin chi tiết về nhà Vật lý học thiên tài Georg Simon Ohm:
| Ngày sinh | 16 tháng 3 năm 1789 tại Erlangen, Đức | Nhà vật lý học Georg Simon Ohm |
| Ngày mất | 6 tháng 7 năm 1854 [65 tuổi] tại Munich, Đức | |
| Quốc tịch | Đức | |
| Học vấn | Tiến sĩ | |
| Công trình | Định luật Ohm Ohm’s phase law Ohm’s acoustic law | |
| Giải thưởng | Copley Medal [1841] | |
| Sự nghiệp | Ngành: Nhà vật lý Nơi công tác: Đại học Munich Người hướng dẫn luận án tiến sĩ: Karl Christian von Langsdorf |
Trích nguồn: Wikipedia
Định luật Ôm
Phát biểu định luật Ôm
Định luật Ôm [phiên âm tiếng Việt] hay định luật Ohm – là một định luật vật lý biểu diễn sự phụ thuộc của 3 đại lượng: dòng điện, hiệu điện thế và điện trở [với 1 vật dẫn điện thì điện trở là hằng số – không đổi], định luật phát biểu như sau:
Cường độ dòng điện đi qua 2 điểm của một vật dẫn điện luôn tỷ lệ thuận với hiệu điện thế đi qua 2 điểm đó và tỉ lệ nghịch với điện trở vật dẫn.
Công thức định luật Ôm
Công thức định luật Ôm [Ohm]
Trong đó:
- I là cường độ dòng điện chạy qua 2 điểm của 1 vật dẫn [ đơn vị: A – Ampe]
- U là điện áp trên vật dẫn – trong chương trình vật lý phổ thông còn có ký hiệu là V [Đơn vị: V – Volt]
- R là điện trở vật dẫn điện [ đơn vị Ω – Ohm ]
Định luật Ôm cho toàn mạch
Phát biểu định luật Ôm
Trong toàn mạch điện, định luật Ôm [Ohm] được phát biểu như sau:
Cường độ dòng điện chạy trong mạch điện kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch đó.
Công thức định luật Ôm
Công thức định luật Ôm toàn mạch
Trong đó:
- I là cường độ dòng điện trong mạch kín [ đơn vị A – Ampe ]
- ξ là suất điện động nguồn [ đơn vị V – Volt ]
- r là điện trở trong nguồn [ đơn vị Ω – Ohm ]
- R là điện trở mạch ngoài [ đơn vị Ω – Ohm ]
- Uab là hiệu điện thế mạch ngoài [ đơn vị V – Volt ]
Nhận xét
- Nếu điện trở trong r = 0 hoặc mạch hở[ I = 0] thì Uab = ξ
- Nếu điện trở mạch ngoài R = 0 thì: Imax = I = ξ/r, khi đó nguồn bị đoản mạch [hay chập mạch]
- Nếu mạch ngoài có máy thu điện thì: , với ξ’ – r’ là suất phản điện và điện trở trong của máy thu điện
Hiệu suất của nguồn điện
Hiệu suất của nguồn điện
- Nếu mạch ngoài chỉ có máy thu điện thì hiệu suất H = ξ’ / ξ [%]
Bài tập vận dụng định luật ôm
Câu hỏi trắc nghiệm
Câu 1. Một nguồn điện có suất điện động ξ = 12V điện trở trong r = 3Ω được nối với mạch ngoài có điện trở R = 5Ω. Công suất mạch ngoài và hiệu suất nguồn? A.11W; 6,25%. B.11,25W; 62,5%. C.14W; 56%. D.14,25%; 56,25%.
Câu 2. Dùng một nguồn điện có suất điện động ξ = 5,2V và điện trở trong r để thắp sáng bình thường một bóng đèn có ghi [4V- 3W]. Giá trị r bằng?A. 1,6Ω . B. 2Ω . C. 4Ω . D. 1,2Ω.
Câu 3. Mắc một điện trở 14 Ω vào hai cực của một nguồn điện có điện trở trong 1 Ω thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn là 8,4V . Tính công suất mạch ngoài và suất điện động của nguồn khi đó? A.5W; 9V. B.5,04W; 9V. C.6W; 8V. D.6,04W;6V.
Câu 4. Điện trở trong của một acquy là 0,06Ω và trên vỏ của nó có ghi 12V. Mắc vào hai cực của acquy này một bóng đèn có ghi [12V-5W] .Đèn sáng bình thường hay không,tính hiệu suất của nguồn điện trong trường hợp này? A. không; 85,%. B.có ; 85,8%. C.không ; 99,8%. D.có ; 99,8% .
Câu 5. Một nguồn điện có điện trở trong 0,1Ω được mắc với điện trở 4,8Ω thành một mạch kín. Khi đó hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 12V. Tính suất điện động của nguồn và cường độ dòng điện trong mạch? A.15V ; 2[A]. B.12V ; 3[A]. C.12,25V ; 2,5[A]. D.15,25V ; 3,5[A].
Câu 6. Tính hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện có suất điện động là ξ, biết điện trở trong và ngoài là như nhau? A. 0,5ξ. B. 0.33ξ. C. 1.5ξ. D. 0,66ξ.
Câu 7. Nếu mắc điện trở 16Ω với một bộ pin thì cường độ dòng điện trong mạch bằng 1A. Nếu mắc điện trở 8 Ω vào bộ pin đó thì cường độ dòng điện bằng 1,8A . Suất điện động và điện trở trong của bộ pin bằng? A.15V ; 3Ω B.24V; 2Ω C.18V ; 2Ω D.12V; 2Ω
Câu 8. Một nguồn điện có suất điện động ξ = 6V và điện trở trong r = 2Ω, mạch ngoài có điện trở R .Với giá trị nào của R để công suất mạch ngoài có giá trị cực đại, tính giá trị đó? A. R = 2Ω, P = 5,04W. B. R = 3Ω, P = 4W. C. R = 6Ω, P = 6W. D. R = 4Ω, P = 9W.
Câu 9. Mắc một dây dẫn có điện trở 2Ω với một pin có suất điện động =1,1V thì có dòng điện 0,5A chạy qua dây. Tính cường độ dòng điện nếu đoản mạch? A.2,5A. B.2A. C.5A. D.5,5A
Giải mẫu bài tập định luật Ôm
Ví dụ 1
Ví dụ 1: Mắc một điện trở 14 Ω vào hai cực của một nguồn điện có điện trở trong là 1Ω thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn là 8,4V. a] Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch và suất điện động của nguồn điện. b] Tính công suất mạch ngoài và công suất của nguồn điện khi đó.
a]
- Cường độ dòng điện trong mạch: I = UN/R = 8,4/14 = 0,6A
- Suất điện động của nguồn điện: E = UN + I.r = 8,4 + 0,6.1 = 9V
b]
- Công suất mạch ngoài : Ρmạch = U.I = 8,4.0,6 = 5,04 W
- Công suất của nguồn điện: Ρnguồn = E. I = 9.0,6 = 5,4 W
Ví dụ 2
Điện trở trong của một Ắc quy là 0,06Ω và trên vỏ của nó có ghi 12 V. Mắc vào hai cực của Ắc quy này một bóng đèn có ghi 12V- 5W. a]Hãy chứng tỏ rằng bóng đèn khi đó gần như sáng bình thường và tính công suất tiêu thụ điện thực tế của bóng đèn khi đó. b]Tính hiệu suất của nguồn điện trong trường hợp này.
a]
- Bóng đèn có ghi 12V- 5W, ta có ngay: Uđm = 12V, Pđm = 5W => Điện trở bóng đèn: R = U²dm/ Pdm = 12²/5 = 28,8Ω
- Cường độ dòng điện chạy qua đèn: I = ξ/ [R+r] = 12 / [28,8 + 0.06] = 0.4158A
- Hiệu điện thế hai đầu bóng đèn khi này: U = I.R = 0,4158 x 28,8 = 11,975V, giá trị này gần bằng hiệu điện thế định mức ghi trên bóng đèn, nên ta sẽ thấy đèn sáng gần như bình thường.
- Công suất tiêu thụ của bóng đèn khi này là: P = U.I = 11,975.0,4158 ≈ 4,98W
b]
- Hiệu suất của nguồn điện là: H = 11,975 / 12 = 99,8%
Ví dụ 3
Nguồn điện có suất điện động là 3V và có điện trở trong là 2Ω. Mắc song song hai bóng đèn như nhau có cùng điện trở là 6Ω vào hai cực của nguồn điện này. a]Tính công suất tiêu thụ điện của mỗi bóng đèn. b]Nếu tháo bỏ một bóng đèn thì bóng đèn còn lại sáng mạnh hơn hay yếu hơn so với trước đó.
a]
- Điện trở tương đương của hai bóng đèn mắc song song là: R = [R1 x R2] / [R1+R2] = [6 x 6] / [6+6] = 3Ω
- Cường độ dòng điện trong mạch: I = ξ/ [R+r] = 3 / [3+2] = 0,6A
- Cường độ dòng điện qua mỗi đèn là: I1 = I2 = I/2 = 0,3A
- Công suất tiêu thụ của mỗi bóng đèn là: P1 = P2 = I1² x R1 = 0,3² x 6 = 0,54W
b]
- Nếu tháo bỏ một bóng đèn thì cường độ dòng điện trong mạch: I’ = ξ/ [R1+r] = 3 / [6+2] = 0,375A
- Công suất tiêu thụ của một bóng đèn là: P’= I’² x R1 = 0,375² x 6 = 0,84W > 0,54W
- Vậy đèn sáng hơn nếu tháo 1 bóng đèn ra khỏi mạch!
Kiến thức tham khảo
Bài viết liên quan: Dòng điện – Điện áp – Điện trở
Bài viết liên quan: Công và công suất
Bài viết liên quan: Định luật bảo toàn năng lượng
Bài viết tham khảo: Định luật Kirchhoff 1 + 2
Chuyên mục tham khảo: Vật lý học
Nếu các bạn có bất cứ thắc mắc vui lòng comment phía dưới hoặc Liên hệ chúng tôi!
Chúng tôi luôn sẵn sàng đem lại những giá trị tốt đẹp cho cộng đồng!
Youtobe Facebook Twitter