Đối với đoạn mạch mắc song song thì I, U, R như thế nào 08:51:3809/07/2021 Đối với đoạn mạch song song, điện trở tương đương của đoạn mạch có bằng tổng các điện trở thành phần như đoạn mạch nối tiếp không? Bài viết này sẽ cho biết: Công thức tính điện trở tương đương, hiệu điện thế U và cường độ dòng điện I của đoạn mạch song song viết như thế nào? I. Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch song song 1. Nhớ lại kiến thức lớp 7 về I và U của mạch song song • Trong đoạn mạch gồm hai bóng đèn mắc song song - Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính bằng tổng các cường độ dòng điện chạy qua các mạch rẽ: I = I1 + I2 - Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi mạch rẽ: U = U1 = U2 2. Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song  - Cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở tỉ lệ nghịch với điện trở đó:
II. Điện trở tương đương của đoạn mạch song song - Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch song song gồm hai điện trở R1, R2 là:
Như vậy, Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song thì nghịch đảo của điện trở tương đương bằng tổng các nghịch đảo của từng điện trở thành phần. - Mở rộng đoạn mạch gồm n điện trở mắc song song, ta có công thức tính điện trở tương đương như sau:
> Lưu ý: Vôn kế có điện trở Rv rất lớn so với điện trở của đoạn mạch cần đo hiệu điện thế và được mắc song song với mạch đó, nên dòng điện chạy qua vôn kế có cường độ không đáng kể. Do đó, khi tính điện trở tương đương của đoạn mạch này có thể bỏ qua số hạng . III. Vận dụng * Câu C4 trang 15 SGK Vật Lý 9: Trong phòng học đang sử dụng một đèn dây tóc và một quạt trần có cùng hiệu điện thế định mức 220V. Hiệu điện thế của nguồn là 220V. Mỗi đồ dùng đều có công tắc và cầu chì bảo vệ riêng. - Đèn và quạt được mắc thế nào vào nguồn để chúng hoạt động bình thường? - Vẽ sơ đồ mạch điện đó. Cho kí hiêu sơ đồ của quạt điện là: - Nếu đèn không hoạt động thì quạt có hoạt động không? Vì sao? > Lời giải: - Đèn và quạt được mắc song song vào nguồn 220V để chúng hoạt động bình thường. - Sơ đồ mạch điện như hình sau: - Nếu đèn không hoạt động thì quạt vẫn hoạt động vì quạt vẫn được mắc vào hiệu điện thế đã cho. * Câu C5 trang 16 SGK Vật Lý 9: Cho hai điện trở R1 = R2= 30Ω được mắc như sơ đồ hình 5.2a (SGK). - Nếu mắc thêm một điện trở R3 = 30Ω vào đoạn mạch trên (hình 5.2b SGK) thì điện trở tương đương của đoạn mạch mới bằng bao nhiêu? So sánh điện trở đó với mỗi điện trở thành phần
> Lời giải: - Theo công thức tính điện trở tương đương (gồm R1 và R2) của đoạn mạch nối tiếp ta có: - Tiếp tục vận dụng công thức tính điện trở tương đương (gồm R12 và R3) của đoạn mạch nối tiếp ta có: ⇒ Điện trở tương đương Rtd nhỏ hơn mỗi điện trở thành phần. Trên đây là nội dung về mạch điện song song, sau khi học xong bài này các em đã biết công thức tính điện trở tương đương Rtđ trong đoạn mạch nối tiếp và nhớ lại các công thức tính hiệu điện thế U và cường độ dòng điện I trong mạch nối tiếp này.
Định luật ôm cho toàn mạch: Mạch điện mắc nối tiếp các điện trở: Mạch điện mắc song song các điện trở: Quảng cáo Ví dụ 1: Hai điện trở R1, R2 mắc vào hiệu điện thế U = 12V. Lần đầu R1, R2 mắc song song, dòng điện mạch chính Is = 10A. Lần sau R1, R2 mắc nối tiếp, dòng điện trong mạch In = 2,4A. Tìm R1, R2. Hướng dẫn: Điện trở tương đương của đoạn mạch khi: + [R1 // R2]: + [R1 nt R2]: Từ (1) và (2) ta có hệ: R1 và R2 là nghiệm của phương trình: x2 - 5x + 6 = 0 Ví dụ 2: Cho mạch điện như hình vẽ: R1 = 12Ω, R2 = 15Ω, R3 = 5Ω, cường độ qua mạch chính I = 2A. Tìm cường độ dòng điện qua từng điện trở. Quảng cáo Ta có: R23 = R2 + R3 = 15 + 5 = 20Ω UAB = I.RAB = 2.7,5 = 15V. Cường độ dòng điện qua điện trở R1: Cường độ dòng điện qua điện trở R2, R3: Ví dụ 3: Cho mạch điện như hình vẽ. Biết UMN = 18V, cường độ dòng điện qua R2 là I2 = 2A. Tìm: a) R1 nếu R2 = 6Ω, R3 = 3Ω. b) R3 nếu R1 = 3Ω, R2 = 1Ω. Quảng cáo Hướng dẫn: a) Hiệu điện thế giữa hai đầu R2: U2 = I2.R2 = 2.6 = 12V. Cường độ dòng điện qua R3: Cường độ dòng điện qua R1: I1 = I2 + I3 = 2 + 4 = 6A. Hiệu điện thế giữa hai đầu R1: U1 = UMN – U2 = 18 – 12 = 6V. Điện trở của R1: b) Hiệu điện thế giữa hai đầu R2: U2 = I2.R2 = 2.1 = 2V. Hiệu điện thế giữa hai đầu R1: U1 = UMN – U2 = 18 – 2 = 16V. Cường độ dòng điện qua R1: Cường độ dòng điện qua R3: Điện trở của R3: Ví dụ 4: Cho đoạn mạch như hình vẽ: R1 = R3 = 3Ω, R2 = 2Ω, R4 = 1Ω, R5 = 4Ω, cường độ qua mạch chính I = 3A. Tìm: a) UAB. b) Hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở. c) UAD, UED. d) Nối D, E bằng tụ điện C = 2μF. Tìm điện tích của tụ. Hướng dẫn: a) R13 = R1 + R3 = 3 + 3 = 6Ω; R24 = R2 + R4 = 2 + 1 = 3Ω; RAB = R5 + RCB = 4 + 2 = 6Ω → UAB = I.RAB = 3.6 = 18V. b) U5 = I.R5 = 3.4 = 12V. UCB = I.RCB = 3.2 = 6V U3 = I3.R3 = 1.3 = 3V. → U2 = I2.R2 = 2.2 = 4V; U4 = I4.R4 = 2.1 = 2V. c) UAD = UAC + UCD = U5 + U1 = 12 + 3 = 15V. UED = UEB + UBD = U4 – U3 = 2 – 3 = –1V. d) Q = CU = 2.10-6.1 = 2.10–6 C. Ví dụ 5: Cho đoạn mạch như hình vẽ: R1 = 36Ω, R2 = 12Ω, R3 = 10Ω, R4 = 30Ω, UAB = 54V. Tìm cường độ dòng điện qua từng điện trở. Hướng dẫn: Mạch điện được vẽ lại như sau: Cường độ dòng điện qua R1: Cường độ dòng điện qua R2: Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R3 và R4: U34 = U3 = U4 = I2.R34 = 2,25.12 = 27V. Cường độ dòng điện qua R3: Cường độ dòng điện qua R4: Ví dụ 6:Cho mạch điện như hình vẽ: R1 = R3 = 45Ω, R2 = 90Ω, UAB = 90V. Khi K mở hoặc đóng, cường độ dòng điện qua R4 là như nhau. Tính R4 và hiệu điện thế hai đầu R4. Hướng dẫn: – Khi K đóng, mạch điện được vẽ như hình a; khi K mở, mạch điện được vẽ như hình b: – Khi K đóng, ta có: – Khi K mở, ta có: – Từ (1) và (2), ta có: ⇔ 902R4 + 243000 = 4050R4 + 303750 ⇔ 4050R4 = 60750 ⇒ R4 = 15Ω. Bài 1: Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó R1 = R2 = 4 Ω; R3 = 6 Ω; R4 = 3 Ω; R5 = 10 Ω; UAB = 24 V. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và cường độ dòng điện qua từng điện trở.
- Phân tích đoạn mạch: R1 nt ((R2 nt R3) // R5) nt R4. R23 = R2 + R3 = 10 Ω Với: U235 = U23 = U5 = I235.R235 = 10 V nên: Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó R1 = 2,4 Ω; R3 = 4 Ω; R2 = 14 Ω; R4 = R5 = 6 Ω; I3 = 2 A. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và hiệu điện thế giữa hai đầu các điện trở.
R1 nt (R2 // R4) nt (R3 // R5). Ta có: → R = R1 + R24 + R35 = 9 Ω → U5 = U3 = U35 = I3.R3 = 8 V - Với nên: U24 = U2 = U4 = I24.R24 = 14 V, U1 = I1.R1 = 8 V. Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó R1 = R3 = R5 = 3 Ω; R2 = 8 Ω; R4 = 6 Ω; U5 = 6 V. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và cường độ dòng điện chạy qua từng điện trở.
(R1 nt (R3 // R4) nt R5) // R2 R1345 = R1 + R34 + R5 = 8 Ω Mặt khác: U34 = U3 = U4 = I34.R34 = 4 V; U1345 = U2 = UAB = I1345.R1345 = 16 V Nên: Bài 4: Hai điện trở R1 = 6Ω, R2 = 4Ω chịu được cường độ dòng điện tối đa là 1A và 1,2A. Hỏi bộ hai điện trở chịu được cường độ tối đa là bao nhiêu nếu chúng mắc: a) Nối tiếp. b) Song song.
a) Hai điện trở mắc nối tiếp Khi R1 mắc nối tiếp với R2: Vậy: Bộ hai điện trở mắc nối tiếp chịu được cường độ dòng điện tối đa là Imax = 1A. b) Hai điện trở mắc song song – Khi R1 mắc song song với R2: và I2 = I – I1 = 0,6I (2) – Từ (1) và (2) suy ra: Vậy: Bộ hai điện trở mắc song song chịu được cường độ dòng điện tối đa là Imax = 2A. Bài 5: Cho mạch điện như hình vẽ: U = 12V, R2 = 3Ω, R3 = 5Ω. a) Khi K mở, hiệu điện thế giữa C, D là 2V. Tìm R1. b) Khi K đóng, hiệu điện thế giữa C, D là 1V. Tìm R4.
a) Khi K mở: Ta có: UCD = UCA + UAD = –U1 + U2 ⇔ 10 R1 = 10 ⇒ R1 = 1Ω. b) Khi K đóng. Ta có: UCD = UCB + UBD = U3 – U4 Ta có: 12R4 = 9(R4 + 3) ⇒ R4 = 9Ω 12R4 = 11.(R4 + 3) ⇒ R4 = 33Ω Bài 6: Cho mạch điện như hình vẽ. UAB = 75V, R2 = 2R1 = 6Ω, R3 = 9Ω. a) Cho R4 = 2Ω. Tính cường độ qua CD. b) Tính R4 khi cường độ qua CD là 0.
UAC = I.R13 ⇒ UCB = UAB – UAC a) Ta có: Tại C: I1 = I2 + ICD ⇒ ICD = I1 – I2 = 15 – 10 = 5A. b) Khi ICD = 0: Lúc đó mạch cầu cân bằng nên: R1.R4 = R2.R3 Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 11 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.
Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k5: fb.com/groups/hoctap2k5/ Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn. dinh-luat-om-cho-doan-mach-chi-co-dien-tro-r.jsp |
