Bài tập tính cường độ dòng điện qua các điện trở và chỉ số ampe kế từ sơ đồ mạch điện có giải chi tiết

Ở sơ đồ mạch điện H.15 các Ampe kế đều có điện trở bằng 0 nên ta chập các điểm có cùng điện thế và vẽ lại sơ đồ mạch điện rồi mới tính được điện trở tương đương và tính cường độ dòng đi[r]

Bài tập thí dụ 1

Cho mạch điện như hình vẽ:

a/ Ở hình vẽ(H.14).Biết R1=15

R2=R3=R4=10, RA=0; Ampe kế chỉ 2A.Tính cường độ dòng điện của các điện trở

b/ Ở hình vẽ (H.15)

Biết:R1=R2=2,R3=R4=R5=R6=4,UAB=12V,RA=0.Tính cường độ dòng điện qua các điện trở, độ giảm thế trên các điện trở và chỉ số ampe kế (nếu có)

Có thể thấy đây là một trong dạng toán khó, vừa phải chập điểm vừa tính số chỉ của ampe kế, và tiền

đề cho việc giải mạch điện tuần hoàn

Trong sơ đồ H.14 vai trò của Ampe kế là đo cường độ dòng điện mà điện trở bằng 0 nên khi tính Rtđ

ta có thể bỏ Ampe kế để chập 2 điểm có cùng điện thế C và B với nhau và vẽ lại mạch điện, và rồi tính cường

độ dòng điện qua R4 và cường độ dòng điện trong mạch chính để tính số chỉ của Ampe kế

Ở sơ đồ mạch điện H.15 các Ampe kế đều có điện trở bằng 0 nên ta chập các điểm có cùng điện thế

và vẽ lại sơ đồ mạch điện rồi mới tính được điện trở tương đương và tính cường độ dòng điện tương ứng sau

đó dựa vào sơ đồ gốc để xác định số chỉ của các Ampe kế

Bước 1 Nhận xét:

Ở sơ đồ mạch điện H.14 do ampe kế có triện trở bằng 0 nên ta có thể nối tắt (Chập hai điểm có cùng

điện thế là C và B)

Ở sơ đồ mạch điện H.15 các Ampe kế đều có điện trở bằng 0 nên ta chập các điểm có cùng điện thế

và vẽ lại sơ đồ mạch điện

Bước 2 Thực hiện bài giải:

a) -Vẽ lại sơ đồ mạch điện như H.16

-Do [R 2 nt(R 3 //R 4 )] nên điện trở tương đương của mạch dưới:

3 4

2

3 4

10.10

10 10

d

R R

-Do R1//Rd nên:

RAB= 1.

1

15.15

7.5

15 15

d d

R R

- Cường độ dòng điện qua mạch chính:

7.5

AB AB AB

I R

 

- Cường độ dòng điện qua R2: 2

15

AB AB d

I R

- Cường độ dòng điện qua R3,R4: 2

3 4

AB

I U

I I  

- Chỉ số của Am pe kế : 4 2( )

7.5 30

AB AB a

I   I I   A U AB 20V

- Cường độ dòng điện qua R3,R2 : 3 4 20 2 , 2 20 4

I I   A I   A

- Cường độ dòng điện qua R1: 1

1

20 4

15 3

AB

U

R

b ) -Sơ đồ được vẽ lại như H.17:

- Chỉ số của am pe kếA1:

IA 1 = I4 =

4

12 3( ) 4

AB

U

A

- Do R 5 //[R 2 nt(R 6 //R 3 )] nên điện trở tương của mạch MB:

6 3

5 2

6 3

6 3

5 2

6 3

4 2

4 4

2

4 2

4 4

MB

R R

R R

R R R

R R

R R

R R



 

 





- Cường độ dòng điện qua R1:I1=

1

12 3( )

2 2

AB MB

U

A

- Hiệu điện thế giữa hai điểm MB:UMB= UAB - UAM=12 - 6= 6(V)

- Cường độ dòng điện qua R5: I5=

5

6 1,5( ) 4

MB

U

A

- Cường độ dòng điện qua R2: I2=I1-I5= 3-1,5=1,5(A)

- Cường độ dòng điện qua R3 và R6 :I3=I6= 2 1,5

0, 75( )

I

A

- Chỉ số của am pe kế A2: IA 2= IA 1+I5= 3+1,5=4,5(A)

- Chỉ số của am pe kế A3: IA 3= IA 2+I6= 4,5+0,75=5,25(A)

Bài tập thí dụ 2:

Cho 2013 ampe kế không lí tưởng; 2013 vôn kế giống nhau không lí tưởng Mắc như H.18, Ampe kế

A1 chỉ 2A; Ampe kế A2 chỉ 1,5A; vôn kế V1 chỉ 503,5V

Hãy tìm tổng số chỉ của 2013 vôn kế trong mạch điện?

Hướng dẫn giải

Sau khi học sinh đã thực hiện tốt việc xét điện thế ở các điểm để chập lại và vẽ lại mạch thì giáo viên tiếp tục cho học sinh làm quen với dạng mạch điện có xét thêm vai trò, chức năng của vôn kế trong mạch khi vôn kế có điện trở giới hạn xác định và khi có điện trở vô cùng lớn

Bước 1:Nhận xét

Tại nút A ta có IA1= IV1+IA2 hay IV1= IA1+IA2, ta tính được RV mỗi nhánh và kết hợp số chỉ của vôn kế tương

ứng ta tính được IA1= IA2 + IA2013 =IV2013 sau đó ta tính được tổng số chỉ của các vôn kế

Bước 2: Thực hiện giải

Từ hình vẽ ta có dòng điện qua vôn kế V1 là : I = 2 – 1,5 = 0,5A

Điện trở của mỗi vôn kế là: Rv = U1/I = 503,5: 0,5 = 1007 (1)

Từ mạch điện ta có:

IA1= IA2 + , IA2= IA3 + , , IA2012 = IA2013 + , IA2013 =IV2013

Cộng vế với vế của các phương trình trên ta có:

IA1= IV2013 + + + + + (2)

Từ (1) và (2) ta suy ra :U1 + U2 +U3 + + U2013= IA1.Rv= 2.1007= 2014 (V)

v R

U1

v R

U1

v R

U2

v R

U2012

v R

U2012

v R

U2011

v R

U2

v R

U1

Bài tập thí dụ 3:

Cho mạch điện có sơ đồ cách mắc như H.8

Biết: R1 = 6,5Ω; R2 = 6Ω; R3 = 12Ω; R4 = 10Ω; R5 = 30Ω Ampe kế chỉ 2A Tính:

a/ Hiệu điện thế ở 2 cực của nguồn điện

b/ Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở

Hướng dẫn giải

Khi học sinh quan sát sơ đồ mạch điện, rất khó để có thể phân tích được cách mắc các bộ phận trong mạch điện, ta yêu cầu học sinh quan sát và nhận xét sơ đồ cách mắc

Bước 1: Nhận xét:

Ta thấy hai điểm B và C được nối với nhau bằng dây dẫn có điện trở không đáng kể Do đó, ta sử dụng quy tắc chập hai điểm này lại với nhau Khi đó đoạn mạch AC và đoạn mạch CD là hai đoạn mạch mắc nối tiếp, mỗi đoạn mạch đó lại có 2 điện trở được mắc song song Như vậy, mạch điện gồm: Hai đoạn mạch mắc song song AC và CD mắc nối tiếp với nhau và nối tiếp với điện trở R1 mắc vào nguồn điện

Bước 2: Thực hiện bài giải

- Mạch điện được vẽ lại tương đương như sau:

- Mạch điện được mắc như sau:

R 1 nt {(R 2 // R 3 ) nt (R 4 // R 5 )}

a/Điện trở tương đương của mạch AC là :

) ( 4 18

72 12 6

12 6 R

R 1

1

1

3 2

3 2 AC 3

2

3 2 3 2

























R R

R R R

R

R R R

R AC

Điện trở tương đương của đoạn mạch CD là:

) ( 5 , 7 40

300 30 10

30 10 R

R 1

1

1

5 4

5 4 CD 5

4

5 4 5 4

























R R

R R R

R

R R R

R CD

Điện trở toàn mạch là: R = R1 + RAC + RCD = 6,5 + 4 + 7,5 = 18(Ω)

Vậy hiệu điện thế ở hai cực của nguồn điện là:

U = I.R = 2.18 = 36(V) b/ Cường độ dòng điện qua R1 là I1: I1 = I = 2(A)

Cường độ dòng điện qua R2 và R3 là I2 và I3 :

2 3 3

2 2 I 2

6

12

I R

R I

I









Kết hợp (1) và (2), ta có : I2 =

3

4 (A) và I3 =

3

2 (A) Cường độ dòng điện qua R4 và R5 là I4 và I5:

4 5 5

4 3 I 3

10

30

I R

R I

I









Mà: I4 + I5 = I = 2A (4)

Kết hợp (3) và (4), ta có : I4 =

2

3 (A) và I5 =

2

1 (A)

ĐS: U = 36V; I 1 = 2A; I 2 =

3

4

A; I 3 =

3

2

A; I 4 =

2

3

A; I 5 =

2 1

A

Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên

danh tiếng

I Luyện Thi Online

- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học

- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán : Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các trường

PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn

II Khoá Học Nâng Cao và HSG

- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Toán Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS THCS lớp 6,

7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ thi HSG

- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 5 phân môn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho

học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành

tích cao HSG Quốc Gia

III Kênh học tập miễn phí

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn

học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất

- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi miễn phí

từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai

Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online cùng Chuyên Gia

HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bài giảng miễn phí