sv CQ A2 chuong 3

VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG A2 Chương 3 DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI Giảng viên: TS.. Chiều của dòng điện: được qui ước là chiều E... • Hướng: hướng chuyển động của điện tích dương... ghép các nguồn điện

VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG A2

Chương 3 DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI

Giảng viên: TS Nguyễn Thị Ngọc Nữ

NỘI DUNG

§3.1 – CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

§3.2 – ĐỊNH LUẬT OHM

§3.3 – QUY TẮC KIRCHHOFF

§3.4 –CÔNG CỦA DÒNG ĐIỆN VÀ NGUỒN ĐIỆN

§3.5 – MẠCH TAM GIÁC – SAO MẠCH CẦU

§3.1 – CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1 – Dòng điện, chiều của dòng điện:

Dòng điện: là dòng chuyển dời có hướng

của các điện tích

Chiều của dòng điện: được qui ước là chiều

E

2 – Cường độ dòng điện:

dq I dt



Đơn vị: A

• Dòng điện không đổi (I=const ): q  I.t

dq : điện lượng chuyển

qua diện tích S trong dt

t

0

q   I.dt

§3.1 – CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

3 – Vectơ mật độ dòng điện :

dI j dS



Định nghĩa: tại điểm M là một véctơ có:

• Điểm đặt: tại M

• Hướng: hướng chuyển động của điện tích

dương

• Độ lớn:

j

S

I   j.dS

• Đơn vị: A/m2

- Nếu j=const (đều):

I  j.S

j

§3.1 – CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

d

j  nqv

• n: mật độ hạt;

• q: điện tích hạt;

• : vận tốc

chuyển động có

hướng của hạt

d

v

§3.1 – CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

4 – Nguồn điện, suất điện động:

* A E q



Suất điện động của

cho khả năng sinh công

của nguồn điện

X

+ -

E, r

§3.1 – CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

X

1 – Đl Ohm đối với đoạn mạch đồng chất

§3.2 – ĐỊNH LUẬT OHM

j E

 

U I R



R  

R

I

(1 t)

    

1

 

: điện dẫn suất

Ghép nối tiếp Ghép song song

n

i 1



t i 1 i

R   R

i

i

i 1



n i

i 1



NX: ghép nối tiếp R t tăng;

ghép song song R t giảm

2 Ghép điện trở

3 – Đl Ohm đối với mạch điện kín:

E I

R r





+ -

R

E, r

I

§3.2 – ĐỊNH LUẬT OHM

E E ' I

R r r '





 

Máy thu:

Dòng điện qua máy từ cực dương sang cực âm

+ -

R

E, r

I

+ E ', r'-

4 – Định luật Ohm tổng quát:

V  V  U    E  I R

của nguồn nào trước thì E của nguồn đó

mang dấu +; đi cùng chiều dòng điện

của nhánh nào thì I của nhánh đó mang

dấu +; trái lại chúng mang dấu -

§3.2 – ĐỊNH LUẬT OHM

R2

1 1

E , r

2 2

E , r

§3.2 – ĐỊNH LUẬT OHM

a – Ghép nối tiếp:

+ E , rb b - + -

I

R





R

5 ghép các nguồn điện giống nhau

0 0

E , r

b – Ghép song song:

+ E , rb b - + -

I

R

0

r r





R

0 0

E , r

5 ghép các nguồn điện giống nhau

c – Ghép hỗn hợp đối xứng:

+ E , rb b - + -

I

R

b

r

R









n dãy song song

m nguồn nối tiếp

0 0

E , r

5 ghép các nguồn điện giống nhau

1 – Các khái niệm cơ bản:

nhiều nhánh, trong mỗi nhánh chỉ gồm các

phần tử mắc nối tiếp và chỉ có một dòng

điện đi theo một chiều duy nhất

của ít nhất 3 nhánh

nhánh liên tiếp tạo

thành một vòng kín

§3.3 – QUY TẮC KIRCHHOFF

1 1

E , r

+ -

R1

2 2

E , r

+ -

R2

R

2 – Quy tắc Kirchhoff thứ nhất :

in out

 

Tổng các dòng điện đi tới một nút mạng

bất kì bằng tổng các dòng điện đi ra khỏi

nút mạng đó

§3.3 – QUY TẮC KIRCHHOFF

I 1

I 2

I 3

I 4

I 5

3 2 5 4 1

I     I I I I

3 – Quy tắc Kirchhoff thứ hai:

Trong một mắt mạng bất kì, tổng đại số

các suất điện động và các độ giảm thế trên

các điện trở luôn bằng không

§3.3 – QUY TẮC KIRCHHOFF

i i i

E I R 0

 

Qui ước:

1 1 1 1

E I (R r ) IR 0 Mắt (1):

Mắt (2): E2I (R2 2r ) IR2  0 Mắt (3):

2 1 2 2 2 1 1 1

E E I (R r ) I (R r ) 0

      

I 1

1 1

E , r

+ -

R1

2 2

E , r

+ -

R2

R

I 2

I 1

2

4 – Vận dụng các quy tắc Kirchhoff để giải

bài toán về mạch điện:

B1: Giả định chiều dòng điện trong các

nhánh

B2: Viết các phương trình cho nút mạng

( nếu có n nút thì viết (n – 1) phương trình )

B3: Viết các phương trình còn lại cho mắt

mạng

B4: Giải hệ phương trình và biện luận kết

quả ( dòng nào âm thì có chiều ngược với

chiều đã chọn trên hình vẽ )

§3.3 – QUY TẮC KIRCHHOFF

Ví dụ:

Tính cường độ dòng điện trong các nhánh

của sơ đồ sau Nguồn nào phát, nguồn nào

thu?

1 1

E , r

+ -

+ -

R

1 2

1 2

    

§3.3 – QUY TẮC KIRCHHOFF

1 – Công của dòng điện trong một đoạn

mạch:

A  qU  UIt

R

2 – Công suất của dòng điện trong một

đoạn mạch:

A

t

 

2

2 U

R

 

Mạch chỉ

có R

2

Mạch chỉ có máy thu

3 – Định luật Joule - Lenz:

2

§3.4 – CÔNG CỦA DÒNG ĐIỆN VÀ NGUỒN ĐIỆN

4 – Công suất của nguồn điện (máy phát):

n

5 – Hiệu suất của nguồn điện:

2 hi

n

H





+ I + E, r- -

R

§3.4 – CÔNG CỦA DÒNG ĐIỆN VÀ NGUỒN ĐIỆN

2

2



6 – Điều kiện để nguồn phát ra mạch

ngoài công suất cực đại:

2 max

E P 4r

 khi R  r

§3.4 – CÔNG CỦA DÒNG ĐIỆN VÀ NGUỒN ĐIỆN

+ -

R4

A

B

M

N

R3 R5

A

B C

A

B C

o

R A

R B

R C r A

r B r C



AB/ AB/ Y

AC/ AC/ Y

BC/ BC/ Y















A B C

A B

A C B

A C

B C A

B C

(R R )R

r r

R R R (R R )R

r r

R R R (R R )R

r r

R R R

 





 





§3.5 – MẠCH TAM GIÁC – SAO MẠCH CẦU

1 Mạch tam giác – sao

A

B C

A

B C

o

R A

R B

R C r A

r B r C



B C A

A C B

R R r

R R r















A B C

R

r r r

3

  

R R R R

1 Mạch tam giác – sao

§3.5 – MẠCH TAM GIÁC – SAO MẠCH CẦU

+ -

R1 R2

R4

M

N

R3

TH1: 1 2

3 4

R R

R R (CẦU CÂN BẰNG)

R5

R1 R2

R4

M

N

R3

Khi đó: I5 = 0 và V M = V N

R1 R2

R4

A M N B

R3

bỏ R 5 chập M với N

§3.5 – MẠCH TAM GIÁC – SAO MẠCH CẦU

2 Mạch cầu

TH2: 1 2

3 4

R R

R R (CẦU KHÔNG

CÂN BẰNG)

Biến đổi mạch  → Y

R1 R2

R4

M

N

R3

R5

rM

rA

rN

+

A

-

R2

R4

B

M

N

R5

§3.5– MẠCH TAM GIÁC – SAO MẠCH CẦU

2 Mạch cầu

3 Đo điện trở bằng cầu Wheastone

R x : điện trở cần đo

R 0 : điện trở chuẩn, đã biết

Di chuyển con chạy C đến khi điện kế G chỉ số 0 Khi

đó cầu cân bằng:

RX

B

E, r

+ -

I

C

R0

0 X

AC BC

R R

X 0 BC

R

R

  RX R0AC

BC



§3.5 – MẠCH TAM GIÁC – SAO MẠCH CẦU