Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song luôn
1. Mạch song songĐịnh nghĩa đoạn mạch song song: Một mạch được gọi là mạch song song nếu các thành phần điện được kết nối theo cấu hình song song hoặc đầu của chúng được kết nối với một điểm chung. Nó tạo thành nhiều vòng hoặc đường dẫn cho dòng điện chảy. Show
Trong đó: R1, R2,...,Rnlà các điện trở UABlà hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch I1, I2,...,Inlần lượt là cường độ dòng điện qua mỗi điện trở IABlà cường độ dòng điện qua mạch chính Dòng điện trong mạch song song Dòng điện trong một mạch song song phân chia qua các nhánh. Ở đó tổng dòng điện bằng tổng dòng điện thông qua các thành phần riêng lẻ và nó phụ thuộc vào giá trị điện trở của chúng. IT= I1+ I2+ I3+ … In Điện áp trong mạch song song Điện áp trong một mạch song song vẫn giữ nguyên trên mỗi đường dẫn hoặc thành phần vì mỗi thành phần được kết nối với nguồn tại cùng một điểm. VT= V1= V2= V3= … Vn 2. Điện trở tương đương của đoạn mạch song song- Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song thì nghịch đảo của điện trở tương đương bằng tổng các nghịch đảo của các điện trở thành phần. - Cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở tỉ lệ nghịch với điện trở đó: Chú ý: Vôn kế có điện trở RVrất lớn so với điện trở của đoạn mạch cần đo hiệu điện thế và được mắc song song với mạch đó, nên dòng điện chạy qua vôn kế có cường độ không đáng kể. Do đó, khi tính điện trở tương đương của đoạn mạch này có thể bỏ qua số hạng 3. Điện dung trong mạch song songTổng điện dung của các tụ điện được kết nối trong mạch song song tăng và nó là tổng điện dung của các tụ điện riêng lẻ. Ctd = C1+ C2+ C3+ … Cn Tổng điện dung hoặc tương đương luôn lớn hơn điện dung riêng. 4. Điện cảm trong mạch song songTổng độ tự cảm của cuộn cảm được nối trong mạch song song giảm và nó luôn nhỏ hơn độ tự cảm của bất kỳ cuộn cảm riêng lẻ nào. Cuộn cảm mạch song song5. Bộ nguồn trong đoạn mạch song songKhi nguồn điện được kết nối trong một đoạn mạch song song, tổng điện áp của chúng vẫn giữ nguyên trong khi tổng dòng điện được cấp là tổng dòng điện của nguồn cấp riêng lẻ. Các công thức sau đây có thể được sử dụng để tính công suất trong mạch song song: Công suất mạch song songHoặc là P = I12R1+ I22R2+ … In2Rn 6. So sánh đoạn mạch nối tiếp và đoạn mạch song song
7. Liên hệ thực tếNhững đường dây điện trung thế, cao thế chạy ngoài trời thường không có vỏ bọc cách điện. Chim chóc khi bay thường hay đậu lên những đường dây điện này mà không bị điện giật chết⇒ Khi chim đậu lên đường dây điện, cơ thể chim tạo thành một điện trở mắc song song với đoạn dây điện giữa hai chân chim. Do điện trở Rccủa cơ thể chim lớn hơn rất nhiều so với điện trở Rđcủa đoạn dây dẫn giữa hai chân chim nên cường độ dòng điện qua cơ thể chim rất nhỏ và không gây tác hại đến chim.
1. Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch nối tiếp +I= I1 = I2 MàI1 = I2nên U1R1=U2R2 hay U1U2=R1R2 Trong đó: 2. Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp Điện trở tương đương (Rtđ, đơn vị Ω) của đoạn mạch gồm nhiều điện trở là một điện trở thay thế cho các điện trở đó, sao cho với cùng một hiệu điện thế thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch vẫn có giá trị như cũ. Ta có: + I= I1 = I2 + U= U1+U2 = I1R1 + I2R2 Mà U=IRtđ nên IR = I1R1 + I2R2 Vậy: Rtđ = R1 + R2 Nếu đoạn mạch gồm n điện trở giống nhau mắc nối tiếp thì Rtđ = nR với R là giá trị mỗi điện trở. II. Đoạn mạch gồm các điện trở mắc song song1. Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch song song +I =I1 + I2 Mà U1 = U2 nên I1R1 = I2R2 hay I1I2=R1R2 2. Điện trở tương đương của đoạn mạch song song Ta có: Mà I=URtđ nên URtđ=U1R1+U2R2 Nếu đoạn mạch gồm n điện trở giống nhau mắc song song thì Rtđ = Rn với R là giá trị mỗi điện trở. B. Bài tập vận dụngBài 1: Hai điện trở R1, R2 và ampe kế có điện trở không đáng kể được mắc nối tiếp với nhau vào hai điểm A và B. Cho R1 = 5 Ω, R2 = 10 Ω, ampe kế chỉ 0,2 A. a. Vẽ sơ đồ mạch điện. b. Tính điện trở tương đương của cả đoạn mạch. c. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB và hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R1, R2. Hướng dẫn: b. Vì R1 nối tiếp R2 nên Rtđ = R1+ R2 = 15 Ω. c. Vì R1 nối tiếp R2 nên I = I1 = I2 = IA = 0,2 A Bài 2: Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ. Biết R1 = 5 Ω, R2= 20 Ω, ampe kế A1chỉ 0,6 A. Bỏ qua điện trở của các ampe kế. a. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu AB của đoạn mạch. b. Tính cường độ dòng điện ở mạch chính và cường độ dòng điện qua điện trở R2. Hướng dẫn: a. Ta có IA1 = I1 = 0,6 A Theo định Ohm: I1=U1R1⇒U1=I1 R1=3V Vì R1 song song R2nên U= U1 = U2 = 3 V b. Vì R1 song song R2 nên = 4 Ω Bài 3: Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ. Biết R1=R2 = 6 Ω, R3 = 4 Ω. a. Tính điện trở tương đương của toàn mạch. b. Biết UAB = 14 V. Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch chính và cường độ dòng điện qua mỗi điện trở. c. Tháo R3 khỏi đoạn mạch điện rồi dùng dây dẫn nối B và C. Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở và hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở. Hướng dẫn: a. Vì R1 song song R2 và R1= R2 = 6 Ω nên R12 = 3 Ω Vì R12 nối tiếp R3 nên Rtđ = R12 + R3 = 7 Ω b. Theo định luật Ohm: I=UABRtđ= 2 A VìR12 nối tiếp R3nên I = I12 =I3 = 2 A Theo định luật Ohm: I12=U12R12⇒U12=I12 R12=6V Vì R1 song song R2 nên: Vì R1 song song R2 nên: + UAB = U1 = U2= 14 V không đổi. a. Vẽ sơ đồ mạch điện. b. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch. c. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch khi ampe kế chỉ 1 A. Hướng dẫn: a. b. Vì R1 nối tiếp R2 và R1 = R2 = 3 Ω nên R12= 2R1 = 6 Ω. Vì R12 song song R3 nên Rtđ=R12 R3R12+R3 = 2 Ω c. Ta có: IA = I3 = 1 A Theo định luật Ohm: I3=U3R3⇒U3=I3 R3=3V Vì R12 song song R3 nên UAB = U12 = U3 = 3 V Bài 5: Cho sơ đồ mạch điện như hình bên dưới, biết R1 = 25 Ω . Khi khóa K đóng ampe kế chỉ 4 A còn khi khóa K mở thì ampe kế chỉ 2,5 A. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và điện trở R2? Bỏ qua điện trở của ampe kế. Hướng dẫn: Khi khóa K đóng, đoạn mạch chỉ có điện trở R1. Ta có: I= I1 = 4 A Theo định luật Ohm: I=UR1⇒U=I R1=100V Khi khóa K mở, đoạn mạch chỉ gồm điện trở R1 nối tiếp R2. Theo định luật Ohm: I'=URtđ⇒Rtđ=UI'=40Ω. Mà Rtđ = R1 + R2 nên R2 = 15 Ω. ============================= Người biên soạn: Giáo viên. Phù Thị Tiến (Tổ Vật lí - Công nghệ) Trường TH - THCS - THPT Lê Thánh Tông Xem thêm: |