Bài 9 ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH I Định luật Ôm cho toàn mạch Xét mạch kín đơn giản như hình Tích của cường độ dòng điện và điện trở được gọi là độ giảm điện thế E = I(RN + r) = IRN + Ir Suất điện[.]
Trang 1Bài 9 ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH
I Định luật Ôm cho toàn mạch
Xét mạch kín đơn giản như hình:
-Tích của cường độ dòng điện và điện trở được gọi là độ giảm điện thế
E = I(RN + r) = IR N + Ir
-Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng tổng độ giảm điện thế ở mạch ngoài và mạch trong
UN = IRN = E – Ir
UN hiệ điện hế mạch n o i
cườn độ n điện a mạch ch nh
RN điện ở mạch n o i
E ấ điện độn điện ở on của n ồn
N
I
R r
E
Cườn 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 (định l ậ )
II Nhận xét
1 Hiện tượng đoản mạch
Hiện tượng đoản mạch xảy ra khi nối 2 cực của một nguồn điện chỉ bằng dây dẫn có điện trở rất nhỏ Khi đoản mạch, dòng đện chạy qua mạch có cườn độ lớn và có hại
I =
r
E
2 Định luật Ôm đối với toàn mạch và định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng
Định luật Ôm đối với toàn mạch hoàn toàn phù hợp với định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng
3 Hiệu suất của nguồn điện
H = A có ích U It N U N
A It
CÂU HỎI VÀ BT C1
-Để cườn độ dòng điện I = 0 và tương ứn U = U0 khoá K phải ngắt làm cho mạch điện hở
-Khi mạch ngoài hở thì số chỉ của vôn kế cho biết suất điện động của nguồn điện, tức U0=E
C2: Khi mạch ngoài hở I = 0 nếu r khác không
Trong mọi trường hợp nếu r=0
C3: I 1, 5
4 1
= 0,3 A
Hiệu điện thế giữa 2 đầu của đèn: UN = IRN = 1,2 V
C4
-Khi có hiện tượng đoản mạch xảy ra thì cường độ dòng điện có giá trị rất lớn, do tác dụng nhiệt của dòng điện mà dòng điện toả ra một nhiệt lượn rất lớn có thể làm nóng và cháy các thiết bị dùng điện và có thể gây ra hoả hoạn
-Để tránh hiện tượng này người ta thường mắc các cầ chì hoặc các thiết bị ngắt điện tự động khi
cường độ dòng điện tăng lên tới một giá trị xác định nào đó
C5
Ta có:
Trang 2H =
E
BT4 (54)
UN = IRN =
N
R r
E .RN
UN =
N
r
1
R
E (chia ử mẫ cho R
N)
R N tăng
N
r R
iảm
N
r 1 R
iảm
N
r 1 R
E
ăn
U N tăng
Hoặc
N
I
E
R N tăng iảm
UN = E – Ir
iảm ( E – ) ăn U N tăng
Giải BT 5
RN = 14 Ω; = 1 Ω; UN = 8,4 V
a I, E ?
5 a Cường độ dòng điện chạy trong mạch
I = U N
R = 0,6 A
Suất điện động của nguồn điện:
E = I(R + r) = 9 V
b Công suất mạch ngoài: P = RNI2 = 5,04 W
Công suất của nguồn điện: P ng = EI = 5,4 W
BT6 (54)
= 0 06 Ω; E = 12V
Uđm = 12 V; Pđm = 5W
a Cường độ dòng điện định mức của đèn:
I =
U
P = 5
12 0,4166 A
Điện trở của đèn: R = U2 122
5
Trang 3Cường độ dòng điện qua đèn:
R r 28,8 0, 06
I ’ nên đèn gần như sáng bình thườn
Công suất tiêu thu điện thực tế của đèn:
2
'RI '
P 4,979 W
b Hiệu suất của nguồn:
H = U N RI '
E E 0,998 = 99,8%
BT 7 (54)
E = 3V; = 2 Ω
Đ1 // Đ2
RĐ1 = RĐ2 = 6 Ω
a RN → a mạch ch nh → a mỗi đèn → P của mỗi đèn
a Hai đèn mắc song song nên điện trở mạch ngoài là:
1 2
N
R R
R
R R
= 3 Ω (R1 = R2)
Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính
I =
N
R r
E = 0,6 A
2 đèn mắc on on hì UĐ1 = UĐ2
RĐ1.IĐ1 = RĐ2.IĐ2
Mà RĐ1 = RĐ2 nên IĐ1 = IĐ2
I = IĐ1 + IĐ2
Cường độ dòng điện qua mỗi đèn: IĐ1 = IĐ2 = I/2= 0,3A
Công suất tiêu thụ điện của mỗi bóng đèn:
2
1 Ð1
R I
b Nếu tháo bỏ một đèn thì điện trở mạch ngoài là RN = 6 Ω
Cường độ dòng điện chạy trong mạch
’ =
N
R r
E = 0,375 A
’ > Đ1 nên đèn còn lại sáng mạnh hơn so với trước
Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ, trong đó nguồn điện có suất điện động 12 V và có điện trở trong rất nhỏ (r = 0), các điện trở ở mạch ngoài là R1 = 3 Ω R2 = 4 Ω R3 = 5 Ω
a Tính cườn độ dòng điện chạy trong mạch
b Tính hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R2
c Tính công của nguồn điện sản ra trong 10 phút và công suất toả nhiệt ở điện trở R3
N
I
E
R1
R2
R3
E
- +
Trang 4a Điện trở mạch ngoài là:
RN = R1 + R2 + R3 = 12 Ω
Cườn độ dòng điện chạy trong mạch
N
I
E
Mà r = 0 nên I =
N
R
E
= 1 A
b Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R2
U2 = I.R2 = 4 V
c Công của nguồn điện sản ra trong 10 phút:
Ang = EIt =12.1.600 = 7 200 J
Công suất toả nhiệt ở điện trở R3
P = R3I2 = 5 W