Công thức tính hiệu điện thế đối với đoạn mạch có hai đèn mắc nối tiếp
Trong chương trình Vật lý, các em đã được tìm hiểu rất nhiều về điện và mạch điện. Tuy nhiên, khi nói về cấu tạo cũng như phân loại mạch điện thì không phải ai trong chúng ta cũng có thể hiểu rõ. Hôm nay, Monkey sẽ chia sẻ cho các em về đoạn mạch song song là gì? Cách tính các chỉ số cường độ dòng điện, hiệu điện thế, điện trở trong đoạn mạch này như thế nào? Hãy cùng tiếp tục theo dõi bài viết này nhé! Định nghĩa: Một mạch được gọi là mạch song song khi có các thành phần điện được kết nối theo cấu hình song song, hay đầu của chúng được kết nối với một điểm chung. Nó tạo thành nhiều vòng hoặc đường dẫn cho dòng điện chảy. Quan sát hình dưới đây: Trong đó:
Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch mắc song songCác em đã từng được tìm hiểu về cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong một mạch điện, đối với mạch mắc song song, hai chỉ số này sẽ có một số đặc điểm khác biệt. Cường độ dòng điện trong đoạn mạch mắc song songDòng điện trong một mạch song song sẽ phân chia qua các nhánh. Trong đoạn mạch này, cường độ dòng điện đi qua mạch chính sẽ bằng tổng cường độ dòng điện đi qua các phần tử điện riêng lẻ. Hiểu một cách đơn giản, cường độ dòng điện của đoạn mạch song song bằng tổng các cường độ dòng điện đang có trong mạch điện. Công thức tính cường độ dòng điện trong đoạn mạch mắc song song:
Hiệu điện thế trong đoạn mạch mắc song songHiệu điện thế trong đoạn mạch song song vẫn giữ nguyên trên mỗi đường dẫn hay thành phần vì mỗi thành phần được kết nối với nguồn tại cùng một điểm. Hay nói cách đơn giản khác, hiệu điện thế qua mạch mắc song song sẽ bằng nhau ở mọi điểm. Công thức tính hiệu điện thế trong đoạn mạch mắc song song:
Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song songNhắc lại kiến thức: Trong chương trình vật lý 7, các em đã được tìm hiểu về đoạn mạch có hai bóng đèn mắc song song, ta có: Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện chạy qua các mạch rẽ: Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi mạch rẽ: Phân tích đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song: Hai hệ thức trên vẫn đúng với đoạn mạch gồm có hai điện trở mắc song song. Đối với mạch điện có hai điện trở gồm R1, R2 mắc song song với nhau, cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở sẽ tỉ lệ nghịch với điện trở đó. Điện trở tương đương của đoạn mạch song songĐiện trở tương đương của đoạn mạch song song có công thức tính là: Suy ra: Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song với nhau thì nghịch đảo của điện trở tương đương sẽ bằng tổng các nghịch đảo của các điện trở từng thành phần. Mở rộng với đoạn mạch gồm nhiều điện trở R1, R2, R3,...Rn mắc song song, ta có: I = I1 + I2 + I3 +...+ In U = U1 = U2 = U3 =...= Un Xem thêm: Toàn bộ lý thuyết định luật ôm (ohm) và bài tập thực hành Một số bài tập vật lý 9 đoạn mạch song songBài 1: Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song là: Hướng dẫn giải: Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song là: 1/Rtđ = 1/R1 + 1/R2 => Chọn câu B Bài 2: Trong các công thức sau đây, công thức nào không phù hợp với đoạn mạch mắc song song? Hướng dẫn giải: Đáp án D là công thức không phù hợp với đoạn mạch mắc song song Bài 3: Trong một mạch gồm hai điện trở mắc song song với nhau. Điện trở tương đương của đoạn mạch này thay đổi như thế nào nếu tăng giá trị của một điện trở? A. Tăng lên B. Giảm đi C. Giữ nguyên D. Đáp án khác Hướng dẫn giải: Điện trở tương đương của đoạn mạch này sẽ tăng lên nếu tăng giá trị của một điện trở => Chọn đáp án A Bài 4: Tính điện trở tương đương trong mỗi trường hợp sau, biết mỗi điện trở thành phần có độ lớn 10 Ω. A. 5 Ω B. 10 Ω C. 15 Ω D. 20 Ω Hướng dẫn giải: Đây là sơ đồ hai điện trở mắc song song Áp dụng công thức tính điện trở tương đương: 1/Rtđ = 1/R1 + 1/R2 => R/tđ = R1R2/(R1 + R2) = 10.10/(10 + 10) = 5Ω => Vậy chọn câu A Bài 5: Tính điện trở tương đương của đoạn mạch sau, biết R1 = 3Ω; R2 = 6Ω; R3 = 12Ω. Hướng dẫn giải: Sơ đồ mạch R1 // R2 // R3 Áp dụng công thức tính điện trở tương đương, ta có: 1/Rtđ = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 = 1/3 + 1/6 + 1/12 = 7/12 => Rtđ = 12/7 Ω Bài 6: Cho hai điện trở R1 = R2 = 30Ω được mắc như sơ đồ hình a a. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch. b. Nếu mắc thêm một điện trở R3 = 30Ω vào đoạn mạch trên như sơ đồ hình b thì điện trở tương đương của đoạn mạch bằng bao nhiêu? Hướng dẫn giải: Bài 7: Cho hai điện trở R1 = 12Ω và R2 = 36Ω mắc song song vào một đoạn mạch. Cường độ dòng điện qua mạch chính là 2A. Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở? Hướng dẫn giải: Hy vọng thông qua bài viết chia sẻ những kiến thức về đoạn mạch song song cũng như cách tính các hệ thức trong bài viết trên sẽ giúp các em nắm chắc và giải quyết được các bài tập tại trường. Cảm ơn các em đã đón đọc bài viết.
Trong bài viết hôm nay chúng ta sẽ cùng tìm hiểu vậy đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp thì Cường độ dòng điện và Hiệu điện thế trên đoạn mạch nối tiếp này được tính như thế nào? I. Cường độ dòng điện và Hiệu điện thế trong đoạn mạch nối tiếp1. Trong đoạn mạch gồm 2 bóng đèn mắc nối tiếp (nội dung Vật lý lớp 7) thì:- Cường độ dòng điện (I) có giá trị như nhau tại mọi điểm: I=I1=I2 - Hiệu điện thế giữa (U) hai đầu đoạn mạch bằng tổng các hiệu điện thế trên mỗi bóng đèn: U=U1+U2. 2. Đoạn mạch gồm 2 điện trở mắc nối tiếp.* Câu C1 trang 11 SGK Vật Lý 9: Quan sát sơ đồ mạch điện hình 4.1 (SGK), cho biết các điện trở R1, R2 và ampe kế được mắc với nhau như thế nào? * Hướng dẫn giải Câu C1 trang 11 SGK Vật Lý 9: - R1, R2 và Ampe kế được mắc nối tiếp với nhau. * Câu C2 trang 11 SGK Vật Lý 9: Hãy chứng minh rằng, đối với đoạn mạch gồm hai điện trở R1, R2 mắc nối tiếp, hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó. * Hướng dẫn giải Câu C2 trang 11 SGK Vật Lý 9: - Ta có: - Mặt khác, trong đoạn mạch nối tiếp, cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm: I = IR1 = IR2 ⇒ II. Điện trở tương đương trong đoạn mạch nối tiếp1. Điện trở tương đương- Điện trở tương đương của một đoạn mạch gồm các điện trở là điện trở có thể thay thế cho đoạn mạch này, sao cho với cùng hiệu điện thế thì cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch vẫn có giá trị như trước. 2. Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch có 2 điện trở mắc nối tiếp- Điện trở tương đương của đoạn mạch bằng tổng hai điện trở thành phần: Rtđ = R1 + R2 * Câu C3 trang 11 SGK Vật Lý 9: Hãy chứng minh công thức tính điện trở tương đương Rtđcủa đoạn mạch gồm hai điện trở R1, R2 mắc nối tiếp là Rtđ = R1 + R2. * Hướng dẫn giải Câu C3 trang 11 SGK Vật Lý 9: - Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp bằng tổng hai hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần: U = U1 + U2 - Ta có: U = U1+ U2 = I1.R1 + I2.R2 = I.(R1 + R2) (vì I = I1 = I2, tính chất đoạn mạch mắc nối tiếp) - Mà U = I.Rtđ ⇒ I.(R1 + R2) = I.Rtđ - Chia hai vế cho I ta được Rtđ = R1 + R2 (Đpcm). • Lưu ý: Ampe kế, dây nối trong mạch thường có giá trị rất nhỏ so với điện trở của đoạn mạch cần đo cường độ dòng điện,nên ta có thể bỏ qua điện trở của ampe kế và dây nối khi tính điện trở của mạch mắc nối tiếp. III. Vận dụng tính cường độ dòng điện, hiệu điện thế và điện trở trong mạch nối tiếp* Câu C4 trang 12 SGK Vật Lý 9: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 4.2 (SGK). - Khi công tắc K đóng, cầu chì bị đứt, hai đèn có hoạt động không? Vì sao? - Khi công tắc K đóng, dây tóc bóng đèn Đ1 bị đứt, đèn Đ2 có hoạt động không? Vì sao? * Hướng dẫn giải Câu C4 trang 12 SGK Vật Lý 9: ° Cả 3 trường hợp các Đèn đều không hoạt động vì: - Khi công tắc K mở, hai đèn không hoạt động vì mạch hở, không có dòng điện chạy qua đèn. - Khi công tắc K đóng, cầu chì bị đứt, hai đèn không hoạt động vì mạch hở, không có dòng điện chạy qua chúng. - Khi công tắc K đóng, dây tóc bóng đèn Đ1 bị đứt thì đèn Đ2 không hoạt động vì mạch hở, không có dòng điện chạy qua nó. * Câu C5 trang 12 SGK Vật Lý 9: a) Cho hai điện trở R1 = R2 = 20Ω được mắc như sơ đồ hình 4.3a (SGK)Tính điện trở tương đương của đoạn mạch đó. b) Mắc thêm R3 = 20Ω vào đoạn mạch trên (hình 4.3b SGK) thì điện trở tương đương của đoạn mạch mới bằng bao nhiêu? So sánh điện trở đó với mỗi điện trở thành phần. * Hướng dẫn giải Câu C5 trang 12 SGK Vật Lý 9: a) Vì mạch mắc nối tiếp nên điện trở tương đương của đoạn mạch là: RAB = R1 + R2 = 20 + 20 = 2.20 = 40Ω b) Theo hình, điện trở R3 được mắc nối tiếp với R2 nên khi đó mạch điện mới gồm 3 điện trở mắc nối tiếp. Do đó, điện trở tương đương mới của đoạn mạch là: RAC = R1 + R2 + R3 = RAB + R3 = 40 + 20 = 60 Ω So sánh: RAC > R1, RAC > R2, RAC > R3 Cường độ dòng điện (I), Hiệu điện thế (U) và Điện trở (R) trong Mạch Điện Nối Tiếp - Vật lý 9 được biên soạn theo sách mới nhất và Được hướng dẫn biên soạn bởi các thầy cô giáo dạy Giỏi tư vấn, nếu thấy hay hãy chia sẻ và comment để nhiều bạn khác học tập cùng. |