Bài 9. Định luật Ôm đối với toàn mạch

Bài 9. Định luật Ôm đối với toàn mạch tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các...

Bài 13 ĐỊNH LUẬT ễM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH 1) Định luật ôm cho toàn mạch.

Xét mạch điện kín đơn giản: Gồm nguồn E,

r và R nh (hv)

R

E r

I

A

G/S dòng điện chạy trong mạch

có c ờng độ I, trong thời gian t

có điện l ợng q = I.t chuyển qua

mạch Nguồn đã thực hiện công

A = qξ = ξIt

(13.1)

Nhiệt l ợng toả ra ở điện trở ngoài R và điện

trở trong r trong thời gian t.

Q = RI 2 t + rI 2 t

(13.2)

B

Chỳng ta cựng xem mạch điện này hoạt động?

Cỏc em cú nhận xột

gỡ khi mạch này hoạt động?

Mạch nào là mạch trong và mạch mạch nào là mạch ngoài?

Mạch trong

Mạch ngoài

Năng l ợng tiêu thụ trên toàn mạch bằng năng l ợng do nguồn cung cấp nghĩa là A = Q

Ta gọi I.R là độ giảm điện thế ở mạch

ngoài, I.r là độ giảm điện thế ở mạch trong

ξIt = RI 2 t +

rI 2 t

ξ = IR + Ir

(13.3)

ξ = I( R + r)

(13.4)

hay

Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng tổng các độ giảm điện thế ở mạch ngoài

và mạch trong.

C ờng độ dòng điện trong mạch kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ

lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch.

r R

I

+

= ξ

(13.5)

Theo định luật bảo toàn năng l ợng ta có mối quan hệ giữa A

và Q nh thế nào?

Công thức (13.5) biểu

thức định luật ôm cho toàn mạch

Từ (13.3) em có kết luận gì

về mối liên hệ giữa suất

điện động của nguồn

điện với độ giảm điện thế

ở mạch ngoài và ở mạch

trong?

Từ (13.4) em hãy rút ra biểu thức

tính I

Từ (13.5) em hãy phát biểu nội dung định luật Ôm cho toàn

mạch?

Nếu gọi U = I.R là hiệu điện thế mạch

ngoài

Nếu r ≈ 0, hoặc mạch hở (I = 0) ⇒ U = ξ

U = ξ - Ir (13.6)

Em hãy viết lại hệ thức ξ = IR + Ir

(13.3)

Từ (13.6) Em hãy cho biết trong những tr ờng hợp nào thì U = ξ ?

Vì vôn kế có điện trở vô cùng lớn khi ta đo suất điện động của nguồn điện (khi đó mạch coi nh để hở Em hãy giải thích tại ⇒ U = ξ )

sao ta lại dùng vôn kế

để đo suất điện

động của nguồn

điện?

V

ξ, r

RV ≈ ∞

2) Hiện t ợng đoản mạch.

• Nếu R ≈ 0 thì I rất lớn và chỉ phụ thuộc vào ξ, r

r

I = ξ (13.7)

Nguồn điện bị đoản mạch

* L y ý:

+ Khi pin bị đoản mạch (r khoảng vài ôm) dòng

điện qua pin không lớn lắm nh ng sẽ rất nhanh hết điện.

+ Khi acquy chì bị đoản mạch (r rất nhỏ) thì c ờng độ dòng điện qua acquy rất lớn, làm hỏng acquy.

+ Khi mạch điện trong gia đình bị

đoản mạch thì có thể gây hoả hoạn, cháy nổ rất nguy hiểm.

* Để tránh hiện t ợng đoản mạch xảy ra đối với mạng điện gia đình, ng ời ta th ờng dùng cầu chì hoặc atômat mắc nối tiếp tr ớc các tải tiêu thụ

Em hãy nêu biện pháp làm giảm nguy hiểm khi xảy ra đoản mạch trong các mạch

điện?

R

ξ,

r I

3) Tr ờng hợp mạch ngoài có máy

thu điệnGiả sử trong mạch kín nói

trên có thêm máy thu điện

mắc nối tiếp với điện trở R

Máy thu ξp, rp Dòng điện I đi

vào cực d ơng của máy thu

điện

ξ - ξp = I( R + r + r p )

(13.8)

p

p

r r

R

I

+ +

−

(13.9)

Công thức (13.9) biểu thị định luật

Ôm đối với toàn mạch chứa nguồn và

nối tiếp

Năng l ợng tiêu thụ trên trên toàn mạch ở điện trở

R, r ?

Q = (R + r)I 2 t

(a)

Điện năng tiêu thụ trên máy thu trên máy tiêu

thụ điện?

A’= ξp It + r p I 2 t

(b)

Theo ĐLBT năng l ợng ta

có

Năng l ợng do

nguồn cung

cấp ?

A = ξIt (c)

A = Q + A’ (d)

Từ (a), (b), (c) và (d) ta

đ ợc

R

ξ, r

I

A B

ξp,rp

4) HiÖu suÊt cña nguån ®iÖn

HiÖu suÊt cña nguån ®iÖn C«ng cña dßng

®iÖn s¶n ra ë

®©u lµ c«ng cã

Ých?

C«ng toµn phÇn cña nguån ®iÖn (A = ξIt ) b»ng tæng c«ng cña dßng ®iÖn s¶n ra ë m¹ch ngoµi vµ m¹ch trong.C«ng cña dßng ®iÖn s¶n ra ë m¹ch ngoµi

lµ cã Ých

(Acã Ých = ξIt – rI2t = RI2t )

ξ

U A

A

(13.10)

Cã Ých

C¸c em th¶o luËn nhãm x©y dùng c«ng thøc tÝnh hiÖu suÊt cña

nguån ®iÖn

Th¶o luËn nhãm

tr¶ lêi c©u hái C2

r R

R r

R I

IR

U A

A H

+

= +

=

=

=

) (

ξ

Cã Ých

I

r It

t rI It

U It

UIt A

A H

ξ ξ

ξ ξ

−

=

=

=

2

Cã Ých

Th¶o luËn nhãm tr¶ lêi c©u hái C3

Bài 13 Định luật ôm đối với toàn mạch

1) Định luật ôm cho toàn mạch.

r R

I

+

= ξ

(13.5)

2) Hiện t ợng đoản mạch.

r

I = ξ (13.7)

3) Tr ờng hợp mạch ngoài có máy

thu điện

p

p

r r

R

I

+ +

−

= ξ ξ

(13.9)

4) Hiệu suất của nguồn điện

ξ

U A

A

(13.10)

Có ích

P1: Đối với mạch điện kín gồm nguồn điện với mạch ngoài

là điện trở thì hiệu điện thế mạch ngoài

A tỉ lệ thuận với c ờng độ dòng điện chạy

trong mạch

B tăng khi c ờng độ dòng điện trong mạch

tăng

C giảm khi c ờng độ dòng điện trong mạch

tăng

D giảm khi c ờng độ dòng điện trong mạch

giảm

P2: Cho mạch điện nh hình vẽ

C ờng độ dòng điện trong mạch chính có giá trị nào

sau đây?

R

ξ, r

R

R

r R

I

+

= 3 ξ

r R

I

+

=

3

ξ

C.

r R

I

3

+

r R

I

+

= ξ

A r

R

U

9 , 4

12

=

= +

=

P3: Một nguồn điện có điện trở trong 0,1

(Ω) đ ợc mắc với điện trở 4,8 (Ω) thành mạch kín Khi đó hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 12 (V) C ờng độ dòng điện trong mạch là

H ớng dẫn:

A I = 120 (A); B I = 12

(A);

C I = 2,44

(A);

D I = 25 (A)

Chúc mừng em

Em hãy tính lại

H ớng dẫn: Khi R bằng vô cùng thì I = 0  ξ = U =

4,5 (V)

P4: Ng ời ta mắc hai cực của nguồn điện với một biến trở có thể thay đổi từ 0 đến vô cực Khi giá trị của biến trở rất lớn thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 4,5 (V) Giảm giá trị của biến trở đến khi c ờng độ dòng điện trong mạch là 2 (A) thì hiệu

điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 4 (V) Suất

điện động và điện trở trong của nguồn điện là

Khi I = 2 A và U = 4 V  ξ = IR + Ir = U + Ir

 r =(ξ - U)/I = 0.25 Ω

Đúng rồi

A ξ = 4,5 (V); r = 4,5

(Ω);

B ξ = 4,5 (V); r = 2,5 (Ω)

C ξ = 4,5 (V); r = 0,25

(Ω);

D ξ = 9 (V); r = 4,5 (Ω)

Sai rồi