Mắc song song là mắc như thế nào

Để giải được các dạng bài tập vận dụng định luật Ôm các em cần nắm chắc nội dung Định luật Ôm, công thức, cách tính Cường độ dòng điện (I), Hiệu điện thế (U) và Điện trở tương đương (R) trong các đoạn mạch mắc nối tiếp và đoạn mạch mắc song song.

I. Tóm tắt lý thuyết về Định luật ôm

1. Phát biểu, công thức cách tính định luật ôm

• Nội dung Định luật ôm: Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây, tỉ lệ nghịch với điện trở của dây.

– Hệ thức (công thức) định luật ôm: 

– Trong đó:

 U: Hiệu điện thế, đơn vị là Vôn, ký hiệu (V).

 I: Cường độ dòng điện, đơn vị là ampe, ký hiệu (A).

 R: Điện trở, đơn vị là ôm, ký hiệu (Ω).

• Các công thức rút ra từ công thức định luật ôm:

– Công thức tính Hiệu điện thế: 

– Công thức tính điện trở: 

2. Vận dụng định luật ôm cho đoạn mạch nối tiếp

• Đối với đoạn mạch có n điện trở mắc nối tiếp:

 – Cường độ dòng điện: I = I1 = I2 = … = In

 – Hiệu điện thế: U = U1 + U2 + … + Un

 – Điện trở tương đương: Rtđ = R = R1 + R2 + … + Rn

3. Vận dụng định luật ôm cho đoạn mạch song song

• Đối với đoạn mạch có n điện trở mắc song song:

 – Cường độ dòng điện: I = I1 + I2 + … + In

 – Hiệu điện thế: U = U1 = U2 = … = Un

 – Điện trở tương đương:

II. Các dạng Bài tập vận dụng định luật Ôm

♦ Dạng 1: Định luật ôm cho đoạn mạch mắc nối tiếp

* Phương pháp giải: Áp dụng định luật ôm cho đoạn mạch nối tiếp.

° Bài 1 trang 17 SGK Vật lý 9: cho mạch điện có sơ đồ như hình 6.1, trong đó R1 = 5 Ω. Khi K đóng, vôn kế chỉ 6 V, ampe kế chỉ 0,5 A.

b) Tính điện trở R2.

* Lời giải Bài 1 trang 17 SGK Vật lý 9: 

° Cách 1:

a) Áp dụng định luật Ôm, ta tính được điện trở tương đương của đoạn mạch:

b) Vì đoạn mạch gồm hai điện trở ghép nối tiếp nên ta có:

 Rtđ = R1 + R2 ⇒ R2 = Rtđ – R1 = 12 – 5 = 7 (Ω).

° Cách 2: Áp dụng cho câu b).

– Trong đoạn mạch nối tiếp, cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm.

 I = I1 = I2 = 0,5 (A).

⇒ hiệu điện thế giữa hai đầu R1 là: U1 = I1.R1 = 0,5.5 = 2,5V

Mà UAB = U1 + U2 = 6V ⇒ U2 = 6 – 2,5 = 3,5 (V).

⇒ 

♦ Dạng 2: Định luật ôm cho đoạn mạch mắc song song

* Phương pháp giải: Áp dụng định luật ôm cho đoạn mạch song song.

º Bài 2 trang 17 SGK Vật lý 9: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 6.2, trong đó R1 = 10 Ω, ampe kế A1 chỉ 1,2 A, ampe kế A chỉ 1,8 A.

b) Tính điện trở R2.

* Lời giải bài 2 trang 17 SGK Vật lý 9:

a) Vì mạch gồm hai điện trở R1 và R2 ghép song song với nhau và song song với nguồn nên:

 UAB = U2 = U1 = R1.I1 = 10.1,2 = 12 (V).

b) Cường độ dòng điện chạy qua R2 là I2 = I – I1 = 1,8 – 1,2 = 0,6 (A).

⇒ Điện trở R2:

° Cách 2: Áp dụng cho câu b).

– Theo câu a, ta tìm được UAB = 12 (V).

⇒ Điện trở tương đương của đoạn mạch là:

– Mặt khác ta có: 

♦ Dạng 3: Định luật ôm cho đoạn mạch mắc hỗn hợp (nối tiếp + song song)

* Phương pháp giải: Phân tích bài toán đoạn nào mạch mắc nối tiếp để áp dụng định luật ôm cho đoạn mạch mắc nối tiếp, đoạn nào mạch mắc song song để áp dụng Định luật ôm cho mạch mắc song song.

° Bài 3 trang 18 SGK Vật lý 9: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 6.3 (hình dưới), trong đó R1 = 15 Ω, R2 = R3 = 30 Ω, UAB = 12 V.

a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB.

b) Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở.

* Lời giải bài 3 trang 18 SGK Vật lý 9:

° Cách 1:

a) Nhận xét: Đoạn mạch gồm hai đoạn mạch con AM (chỉ gồm R1) ghép nối tiếp với MB (gồm R2 // R3).

– Điện trở tương đương của đoạn mạch là:

– Với 

– Nên có:

b) Cường độ dòng điện qua điện trở R1 chính là cường độ dòng điện qua mạch chính:

– Hiệu điện thế giữa hai đầu dây điện trở R1 là: U1 = R1.I1 = 15.0,4 = 6 (V).

– Hiệu điện thế giữa hai đầu dây điện trở R2 và R3 là:

 U2 = U3 = UMB = UAB – UAM = 12 – 6 = 6 (V).

– Vì R2 = R3 nên cường độ dòng điện qua R2 và R3 là:

° Cách 2: Áp dụng cho câu b (có sử dụng kết quả câu a)

– Vì R1 ghép nối tiếp với đoạn mạch RMB nên ta có:

– Mà U1 + UMB = UAB ⇒

⇒ Cường độ dòng điện qua các điện trở là:

Hy vọng với bài viết hệ thống Các dạng Bài tập vận dụng Định luật Ôm và lời giải ở trên hữu ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để HayHocHoi.Vn ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.

Hướng dẫn giải quyết vấn đề tính toán EDISON

Trong các bài toán tính toán, bạn phải sử dụng các tham số đã cho để tính giá trị không xác định được chỉ định. Hầu hết các vấn đề có thể được giải quyết chỉ bằng một vài luật cơ bản.

Kết nối điện trở trong loạt:

Khi các điện trở được kết nối nối tiếp, tổng điện trở được tăng lên. Tổng điện trở của bất kỳ số lượng điện trở nào trong chuỗi bằng tổng điện trở riêng của chúng.

Ví dụ: R = R1 + R2 = 20 + 80 = 100 ohm.

Kết nối điện trở song song:

Khi các điện trở được kết nối song song, tổng điện trở được hạ xuống. Đối với bất kỳ số lượng điện trở song song, nghịch đảo của tổng điện trở bằng tổng các nghịch đảo của điện trở riêng của chúng.

Ví dụ: 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2.

Định luật Ohm:

Định luật Ohm được đặt theo tên của nhà vật lý người Đức Georg Simon Ohm. Định luật này được sử dụng để tính điện áp, dòng điện hoặc điện trở trong mạch điện. Nếu bạn tăng gấp đôi hoặc gấp ba điện áp trên các cực của điện trở, dòng điện qua điện trở sẽ lớn hơn hai hoặc ba lần.

Hiện tượng này được biểu thị bằng định luật Ohm, V / I = hằng số = R

Điện:

Công suất là một dấu hiệu cho thấy có bao nhiêu công việc (chuyển đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác) có thể được thực hiện trong một khoảng thời gian xác định; đó là sức mạnh là tỷ lệ làm việc Công suất được cung cấp đến hoặc được hấp thụ bởi một thiết bị điện có thể được tìm thấy theo dòng điện và điện áp đầu cuối của thiết bị: P = W / t = QV / t = VQ / t. Nhưng vì I = Q / t, P = VI (watts). Nhưng vì I = Q / t, P = VI (watts).

Bằng cách thay thế trực tiếp định luật Ohm, phương trình sức mạnh có thể thu được dưới hai dạng khác: P = V * V / R hoặc P = I * I * R.

Luật hiện hành của Kirchhoff:

Định luật hiện hành của Kirchhoff nói rằng tổng dòng điện đi vào một khu vực, hệ thống hoặc đường giao nhau phải bằng tổng dòng điện rời khỏi khu vực, hệ thống hoặc đường giao nhau.

Ví dụ: nếu chúng ta xác định rằng tại một ngã ba có hai dòng có dòng 1 A và 2 A, và có một và chỉ một đường dẫn bổ sung nối với đường giao nhau này, thì dòng qua đường thứ ba này sẽ là 3 A.

Định luật điện áp của Kirchhoff:

Định luật điện áp của Kirchhoff nói rằng tổng đại số của điện thế (điện áp) tăng và giảm xung quanh một vòng kín là bằng không. Điều đó có nghĩa là điện áp ứng dụng của mạch nối tiếp bằng tổng điện áp rơi trên các phần tử sê-ri.

Ví dụ: nếu 1 V rơi trên một điện trở và 2 V rơi trên một điện trở khác và chúng được kết nối thành chuỗi, thì 3 V rơi trên hai điện trở với nhau.

Định luật Ôm cho toàn mạch, hiện tượng đoản mạch

Xét đoạn mạch AB chứa điện trở R, đặt vào hai đầu AB một hiệu điện thế là U, khi đó cường độ dòng điện trong mạch là I liên hệ với U thông qua biểu thức

[I=dfrac{U}{R}]​

Trong đó:

• I: cường độ dòng điện (A)
• U: điện áp (hiệu điện thế) giữa hai đầu đoạn mạch (V)
• R: điện trở tương đương của đoạn mạch (Ω)

2/ Các loại đoạn mạcha/Đoạn mạch có điện trở mắc nối tiếp:

R=R1 + R2 + R3
I=I1=I2=I3
U=U1 + U2 + U3​

b/ Đoạn mạch có các điện trở mắc song song

[dfrac{1}{R}=dfrac{1}{R_{1}}+dfrac{1}{R_{2}}+dfrac{1}{R_{3}}]
U=U1=U2=U3
I=I1 + I2 + I3​

3/ Định luật Ôm đối với toàn mạch:

toàn mạch đơn giản là mạch kín gồm điện trở tương đương của mạch ngoài R và một nguồn điện có suất điện động E, điện trở bên trong của nguồn là r.

Công của nguồn điện: A$_{ng}$=Eq=E.I.t

Q=I2(R+r)t​

Bỏ qua sự truyền nhiệt ra ngoài môi trường, áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta có

A$_{ng}$=Q => E=I(R+r)=I.R + Ir​

Trong đó

• U=I.R: điện áp (hiệu điện thế) của mạch ngoài hoặc độ giảm điện thế mạch ngoài (V)
• I.r: độ giảm điện thế của mạch trong (V)

Định luật Ôm cho toàn mạch Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng tổng độ giảm điện thế ở mạch ngoài và độ giảm điện thế ở mạch trong.

Biểu thức Định luật Ôm cho toàn mạch

E=I(R+r) (*)​

Trong đó:

• E: suất điện động của nguồn điện (V)
• R: điện trở tương đương của mạch ngoài (Ω)
• r: điện trở trong của nguồn (Ω)
• I: cường độ dòng điện trong mạch (A)

Từ biểu thức (*) => U=IR=E – Ir
Điện trở trong r của nguồn điện rất nhỏ, một số bài toán vật lý ta coi r=0 => U=E hay nói cách khác hiệu điện thế mạch ngoài khi mắc vào hai đầu nguồn điện (r =0) có giá trị bằng độ lớn suất điện động của nguồn điện. Các thông số ghi trên pin (1,5V; 3V …) là giá trị suất điện động của pin và ta cũng có thể coi đó là hiệu điện thế ngoài của pin.

4/ Hiện tượng đoản mạch (ngắn mạch)

Hiện tượng đoản mạch là hiện tượng vật lý xảy ra khi nguồn điện được nối với mạch ngoài có điện trở không đáng kể (R ≈ 0) trong thực tế hiện tượng đoản mạch chính là hiện tượng xảy ra khi nối cực âm với cực dương của nguồn điện mà không qua thiết bị tiêu thụ điện.

Quan sát hiện tượng đoản mạch

Vận dụng Định luật Ôm cho toàn mạch và Định luật Jun-Lenxơ giải thích hiện tượng trên

E=Ir => [I=dfrac{E}{r}] (1)​

Nhiệt lượng tỏa ra trên mạch theo định luật Jun-Lenxơ:

Q=I2rt (2)​

Nhận xét: điện trở trong r của nguồn rất nhỏ => I rất lớn, cường độ dòng điện trong mạch lớn sẽ sinh ra nhiệt lượng rất lớn, nhiệt lượng này có thể nung nóng đỏ dây dẫn và làm đứt dây tại vị trí liên kết yếu nhất, đây chính là nguyên tắc hoạt động của cầu chì hoặc rơle, ổn áp để bảo vệ mạch điện khi xảy ra hiện tượng đoản mạch.Hiện tượng đoản mạch không chỉ xảy ra với mạch điện có dòng điện không đổi, nó xảy cả với mạch điện có dòng điện thay đổi (dòng điện xoay chiều)

nguồn: học vật lý phổ thông trực tuyến

Điện trở là gì, công thức tính điện trở

Trong cuộc sống thường ngày, chúng ta dễ bắt gặp thuật ngữ về điện trở đặc biệt là trong các lĩnh vực liên quan đến điện năng, máy móc,… Tuy nhiên không phải ai cũng biết điện trở là gì? Cách tính cũng như các loại điện trở khác nhau. Do đó, để hiểu thêm về vấn đề này, chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu về điện trở thông qua bài viết dưới đây.

Điện trở là gì?

Hầu hết mọi người đều đã được tìm hiểu thuật ngữ điện trở ở chương trình vật lý lớp 9. Và từ đó đến hết cấp học phổ thông, điện trở vẫn luôn xuất hiện trong các bài giảng của môn vật lý. Vậy điện trở là gì?

Điện trở là một đại lượng vật lý, được viết tắt là R với tên tiếng anh là Resistor. Điện trở được định nghĩa là đại lượng đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện của vật liệu. Ta có thể hiểu đơn giản như sau, nếu một vật có tính dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ và khả năng dẫn điện kém thì điện trở lớn.

Hình ảnh điện trở

Ví dụ như các chất liệu không dẫn điện như nhựa, vải, giấy,… có điện trở lớn khoảng 1016. Các vật liệu dẫn điện như kim loại thì điện trở khoảng 10-8. Đặc biệt điện trở bằng 0 đối với các vật liệu siêu dẫn điện.

Đơn vị đo của điện trở

Theo hệ đo lường quốc tế (SI) thì đơn vị đo của điện trở được gọn là Ohm có ký hiệu là Ω. Đơn vị đo này được đặt theo tên của nhà vật lý đại tài người Đức – người đã phát biểu định luật Ohm.

Vì là đơn vị đo của điện trở nên Ohm sẽ tương đương với tỉ số giữa hiệu điện thế với cường độ dòng điện. Một Ohm sẽ tương đương với Von/ampe (V/A).

Các điện trở cũng có nhiều giá trị khác nhau gồm Milliohm (m Ω), Kilohm (k Ω), Megohm (M Ω).

1 mΩ = 10-3 Ω

1k Ω = 103 Ω

1M Ω = 106 Ω

Loại trừ trường hợp là một đại lượng vật lý như đã nói ở trên thì trong các thiết bị điện tử, điện trở còn được định nghĩa như sau. Đây là một linh kiện điện tử gồm có 2 tiếp điểm kết nối. Thiết bị này thường được dùng để hạn chế cường độ dòng điện trong mạch điện, dùng để chia điện áp, điều chỉnh mức độ tín hiệu,…

Công thức tính điện trở

Để có thể xác định được đại lượng vật lý này, mọi người có thể áp dụng công thức sau:

R = U/I

Trong đó:

• R: là điện trở của dòng điện đo bằng Ohm (Ω)
• U: là hiệu điện thế đo bằng vôn (V)
• I: là cường độ dòng điện đo bằng ampe (A)

Cùng với đó, đặc tính lý tưởng của một điện trở được biểu diễn bởi định luật Ohm. Đây là một trong những định luật quan trọng nhất trong điện học và có nhắc tới điện trở như sau:

Điện áp đi qua tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện và tỉ lệ này là một hằng số điện trở. Từ đó ta có công thức sau:

V = IR

Trong đó:

• V: là điện áp
• I: là cường độ dòng điện
• R: là điện trở

Ví dụ như: Nếu một điện áp một chiều 12V có điện trở 600 Ω. Khi đó cường độ dòng điện sẽ bằng 12/600 và bằng 0,02A.

Tham khảo thêm: Điện là gì, Dòng điện là gì, các công thức tính dòng điện

Tham khảo thêm: Áp suất là gì, phân loại và công thức tính áp suất

Cách mắc điện trở

Có 3 cách mắc điện trở phổ biến nhất đó là:

Điện trở mắc song song

Trong một đoạn mạch, có thể có nhiều điện trở  và chúng được mắc song song với nhau. Khi đó cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở sẽ tỉ lệ nghịch với điện trở đó.

Cách tính điện trở trung bình sẽ là:

1/Rtb = 1/R1 + 1/R2 +… +1/Rn

Trong đó:

• Rtb: là điện trở trung bình
• R1, R2, Rn: là các điện trở mắc song song

Cách mắc điện trở nối tiếp

Đối với đoạn mạch có các điện trở được mắc nối tiếp nhau thì hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở sẽ tỉ lệ thuận với điện trở đó.

Công thức tính sẽ là:

Rtb = R1 + R2 +…+ Rn

Các ký hiệu cũng tương tự với kí hiệu tại cách mắc song song.

Mắc điện trở hỗn hợp

Cách mắc này là sự kết hợp của cách mắc song song và mắc nối tiếp. Ví dụ điện trở R1 và R2 mắc song song với nhau và được mắc nối tiếp với R3 thì  chúng ta tính điện trở song song riêng rồi cộng với điện trở nối tiếp. Công thức tính sẽ như sau:

Rtb = (R1R2/R1+R2) + R3

Hình ảnh mô phỏng

Phân loại điện trở

Hiện nay, có nhiều cách phân loại điện trở. Tùy vào các tiêu chí mà sẽ có những loại điện trở khác nhau.

Phân loại điện trở dựa theo giá trị của điện trở

Với tiêu chí này, điện trở sẽ được phân ra làm 2 loại riêng biệt:

• Điện trở có giá trị cố định: Đây là loại điện trở đã được cố định giá trị điện trở suất từ khi sản xuất và không thể thay đổi trong quá trình sử dụng. Các loại điện trở có giá trị cố định chính là điện trở hợp chất cacbon và điện trở làm bằng chì.