Đánh giá về Điện trở ngoài là gì
Xem nhanh
Định luật ôm đối với toàn mạch – Lý thuyết.Định luật ôm đối với toàn mạch. I. Định luật Ôm với toàn mạch Từ thực nhiệm có thể viết hệ thức liên hệ giữa hiệu điện thế mạch ngoài UN và cường độ dòng điện chạy qua mạch kín là:
I. Định luật Ôm với toàn mạch
Từ thực nhiệm có thể viết hệ thức liên hệ giữa hiệu điện thế mạch ngoài UN và cường độ dòng điện chạy qua mạch kín là:
UN = Uo = aI = ξ – aI (9.1)
Trong đó, a là hệ số tỉ lệ dương và Uo là giá trị nhỏ nhất của hiệu điện thế mạch ngoài và nó đúng bằng suất điện động của nguồn điện.
Để tìm hiểu ý nghĩa của hệ số a trong hệ thức (9.1), ta hãy xét mạch điện kín có sơ đồ hình 9.2 Áp dụng định luật Ôm cho mạch ngoài chỉ chứa điện trở tương đương RN, ta có:
UN = UAB = IRN (9.2)
Tích của cường độ dòng điện và điện trở mạch ngoài gọi là độ giảm điện thế. Tích IR N còn được gọi là độ giảm điện thế mạch ngoài.
Từ các hệ thức 9.1 và 9.2 ta có : ξ = UN + aI = I(RN + a)
Điều này cho thấy a cũng có đơn vị của điện trở. Đối với toàn mạch, RN là điện trở tương đương của mạch ngoài, nên a chính là điện trở mạch trng của nguồn điện. Do đó: ξ = I(RN + r) = IRN + Ir (9.3)
Như vậy, suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng tổng các độ giảm điện thế ở mạch ngoài và mạch trong .
Từ hệ thức (9.3), suy ra: UN= IRN = ξ – Ir (9.4)
I = ξ/ (RN + r) (9.5)
Tổng RN + r là tổng điện trở tương đương RN của mạch ngoài và điện trở r của nguồn điện được gọi là điện trở trong toàn phần của mạch điện kín.
Hệ thức (9.5) biểu thị định luật ôm với toàn mạch và được phát biểu như sau: Cường độ dòng điện chạy qua mạch kín tỷ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ với điện trở toàn phần của mạch đó.
Quảng cáoIII. Nhận xét.
1. Hiện tượng đoản mạch
Từ hệ thức 9.5 ta thấy, cường độ dòng điện chạy trong mạch kín đạt giá trị lớn nhất khi điện trở RN của mạch ngoài không đáng kể ( RN ), nghĩa là khi hai cực của nguồn điện bằng dây dẫn có điện trở rất nhỏ, Khi ta nói rằng nguồn điện bị đoản mạch lúc đó:
I = ξ/ r (9.6)
2. Định luật ôm với toàn mạch và định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng.
Theo công thức (8.5), công của nguồn điện sản ra trong mạch điện kín khi có dòng điện không đổi có cường độ I chạy qua trong thời gian t là:
A = ξIt (9.7)
Trong thời gian đó, theo định luật Jun Len xơ, nhiệt lượng tỏa ra ở mạch ngoài và mạch trong là:
Q = (RN+ r)I2t (9.8)
Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng thì A = Q, do đó, từ các công thức (9.7) và (9.8), suy ra các hệ thức (9.4) và (9.5) biểu thị định luật ôm đối với toàn mạch đã thu được ở trên:
ξ = I(RN + r) và I = ξ / (RN + r)
Như vậy định luật ôm với toàn mạch phù hợp với định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng.
3. Hiệu suất của nguồn điện
Các hệ thức trên cho thấy công của nguồn điện bằng tổng công của dòng điện sản ra ở mạch ngoài và ở mạch trong , trong đó công của dòng điện sản ra ở mạch ngoài có ích, Từ đó, ta có công thức tính hiệu suất của nguồn điện là ;
H = A có ích / A = UNIt / ξ.It = UN/ ξ (100%) (9.9)
-
Tải app VietJack. Xem lời giải nhanh hơn!
1. Mạch kín cơ bản (gồm nguồn và điện trở thuần):
(R là điện trở của mạch ngoài; E, r là suất điện động và điện trở trong của nguồn).
Quảng cáo
2. Mạch kín gồm nhiều nguồn điện và máy thu mắc nối tiếp với điện trở thuần:
Trong đó: R là điện trở tương đương của mạch ngoài;
E, r là suất điện động và điện trở trong của nguồn;
E’, r’ là suất điện động và điện trở trong của máy thu điện
với quy ước: nguồn khi dòng điện đi vào từ cực âm và đi ra từ cực dương; máy thu khi dòng điện đi vào từ cực dương và đi ra từ cực âm.
3. Mạch kín gồm nhiều nguồn giống nhau (E, r) mắc thành bộ và điện trở thuần:
+ Nếu n nguồn giống nhau mắc nối tiếp thì: Eb = nE; rb = nr.
+ Nếu n nguồn giống nhau mắc song song thì:
+ Nếu mắc hỗn hợp đối xứng gồm m dãy, mỗi dãy có n nguồn thì:
Quảng cáo
Ví dụ 1: Đèn 3V – 6W mắc vào hai cực acquy (E = 3V, r = 0,5Ω). Tính điện trở đèn, cường độ dòng điện, hiệu điện thế và công suất tiêu thụ của đèn.
Hướng dẫn:
Điện trở của đèn:
Cường độ dòng điện qua đèn:
Hiệu điện thế của đèn: U = IR = 1,5.1,5 = 2,25V.
Công suất tiêu thụ của đèn: P = RI2 = 1,5.1,52 = 3,375W.
Ví dụ 2: Hai điện trở R1 = 2Ω, R2 = 6Ω mắc vào nguồn (E, r). Khi R1, R2 nối tiếp, cường độ trong mạch IN = 0,5A. Khi R1, R2 song song, cường độ mạch chính IS = 1,8A. Tìm E, r.
Hướng dẫn:
– Khi [R1 nt R2] ⇒ RN = R1 + R2 = 2 + 6 = 8Ω
– Khi [R1 // R2]
Từ (1) và (2), suy ra:
Ví dụ 3: Cho mạch điện như hình. Biết nguồn điện có suất điện động E = 12V và có điện trở trong r = 1Ω, các điện trở R1 = 10Ω, R2 = 5Ω và R3 = 8Ω.
a) Tính tổng trở RN của mạch ngoài.
b) Tính cường độ dòng điện I chạy qua nguồn điện và hiệu điện thế mạch ngoài U.
c) Tính hiệu điện thế U1 giữa hai đầu điện trở R1.
d) Tính hiệu suất H của nguồn điện.
Quảng cáo
Hướng dẫn:
a) RN = R1 + R2 + R3 = 23Ω
b)
UN = I.RN = 0,5.23 = 11,5V
c) U1 = I.R1 = 0,5.10 = 5 V
d)
Ví dụ 4: Có mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện điện E = 12V và có điện trở trong r = 0,5 Ω. Các điện trở mạch ngoài R1 = 4,5Ω, R2 = 4Ω, R3 = 3Ω. Hãy tìm số chỉ của ampe kếhiệu suất của nguồn điện khi
a) K mở.
b) K đóng.
Hướng dẫn:
a) Khi K mở mạch gồm R1 nối tiếp R2 nối tiếp R3: Rtđ = R1 + R2 + R3 = 11,5Ω
b) Khi khóa K đóng, A và B cùng điện thế nên chập A, B, mạch điện vẽ lại như hình
Rtđ = R1 + R2 = 7,5Ω
Ví dụ 5: Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động E = 9V và điện trở trong r = 1Ω. Các điện trở mạch ngoài R1 = R2 = R3 = 3Ω, R4 = 6Ω.
a) Tính cường độ dòng điện chạy qua các điện trở và hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở.
b) Tính hiệu điện thế giữa hai điểm C và D.
c) Tính hiệu điện thế 2 đầu nguồn điện và hiệu suất của nguồn điện.
Hướng dẫn:
a) Ta có: R23 = R2 + R3 = 6Ω
Rng = RAB + R4 = 8Ω;
U4 = I4.R4 = 6(V)
UAB = I.RAB = 2(V) ⇒ U1 = U23 = 2(V)
b) Hiệu điện thế giữa hai điểm C và D: UAB = U3 + U4 = 1 + 6 = 7(V)
c) Hiệu điện thế hai đầu nguồn: U = E – Ir = 9 – 1 = 8V
Hiệu suất của nguồn:
Ví dụ 6: Cho mạch điện như hình: E = 12 V, r = 1 Ω, R1 = R2 = 4 Ω, R3 = 3 Ω, R4 = 5 Ω.
a) Tìm điện trở tương đương mạch ngoài.
b) Tìm cường độ dòng điện mạch chính và UAB.
c) Tìm cường độ dòng điện trong mỗi nhánh và UCD.
Hướng dẫn:
a) Ta có:
b)
UAB = I.Rng = 9,6V
c) Do R12 và R34 bằng nhau, mà chúng mắc song song nên:
Bài 1. Xét mạch kín gồm nguồn điện có suất điện động E = 2 V, điện trở trong r = 0,1 Ω mắc với điện trở ngoài R = 99,9 Ω. Tìm hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện.
+ Cường độ dòng điện trong mạch chính:
+ Ta có: E = U + Ir ⇒ U = E – Ir = 2 – 0,02.0,1 = 1,998V
Bài 2. Cho mạch điện trong đó nguồn điện có điện trở trong r = 1Ω. Các điện trở của mạch ngoài R1 = 6Ω, R2 = 2Ω, R3 = 3Ω mắc nối tiếp nhau. Dòng điện chạy trong mạch là 1A.
a) Tính suất điện động của nguồn điện và hiệu suất của nguồn điện.
b) Tính công suất tỏa nhiệt của mạch ngoài và nhiệt lượng tỏa ra ở mạch ngoài trọng thời gian t = 20 phút.
a) Điện trở tương đương mạch ngoài: Rtđ = R1 + R2 + R3 = 11Ω
+ Ta có:
+ Hiệu điện thế mạch ngoài (hiệu điện thế hai đầu cực của nguồn): U = IRtđ = 11V
+ Hiệu suất của nguồn:
b) Công suất tỏa nhiệt ở mạch ngoài: P = I2Rtđ = 11W
+ Nhiệt lượng tỏa ra ở mạch ngoài trong thời gian t = 20 phút: Q = I2Rtđt = 13,2 kJ
Bài 3. Nguồn điện (E, r), khi điện trở mạch ngoài là R1 = 2Ω thì cường độ dòng điện qua R1 là I1 = 8A. Khi điện trở mạch ngoài là R2 = 5Ω thì hiệu điện thế hai đầu nguồn là U2 = 25V. Tìm E, r.
Khi R = R1 = 2Ω, ta có:
Khi R = R2 = 5Ω:
⇒ 5E – 25r – 125 = 0 (2)
Từ (1) và (2), ta có:
Bài 4. Mạch kín gồm nguồn điện (E = 200 V, r = 0,5Ω) và hai điện trở R1 = 100 Ω, R2 = 500 Ω mắc nối tiếp. Một vôn kế mắc song song với R2, thì số chỉ của nó là 160 V. Tính điện trở của vôn kế.
Giả sử điện trở của vôn kế không quá lớn so với điện trở của các điện trở thuần
+ Gọi RV là điện trở vôn kế.
+ Điện trở tương đương mạch ngoài:
+ Dòng điện trong mạch chính:
+ Lại có: I = I2 + Iv. Với:
+ Do đó ta có:
Bài 5. Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có E = 12V,và điện trở trong r = 0,1Ω. Các điện trở mạch ngoài R1 = R2 = 2Ω, R3 = 4Ω, R4 = 4,4Ω.
a) Tính cường độ dòng điện chạy qua các điện trở và hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở.
b) Tính hiệu điện thế UCD. Tính công suất tiêu thụ của mạch ngoài và hiệu suất nguồn điện.
a) R23 = R2 + R3 = 6Ω
→ RAB + R4 = 5,9 Ω
I4 = I = 2 A ⇒ U4 = I4.R4 = 8,8 V
UAB = I.RAB ⇒ U23 = U1
I2 = I3 = I23 = 0,5A
b) Hiệu điện thế giữa hai điểm C, D: UCD = U3 + U4 = 2 + 8,8 = 10,8V
+ Công suất mạch ngoài: Pngoai = I2Rtđ = 22. 5,9 = 23,6W
+ Hiệu suất nguồn:
Bài 6. Có mạch điện như hình vẽ. Các điện trở mạch ngoài R1 = 6Ω, R2 = 5,5Ω. Điện trở của ampe kế và khóa K không đáng kể, điện trở của vôn kế rất lớn. Khi K mở vôn kế chỉ 6V. Khi K đóng vôn kế chỉ 5,75 V, tính E, r và số chỉ ampe kế khi đó.
Khi khoá K mở, trong mạch không có dòng điện. Ta có: Uv = E = 6V
+ Khi đóng K, trong mạch có dòng điện:
+ Số chỉ vôn kế V chính là hiệu điện thế hai cực của nguồn nên:
+ Số chỉ của ampe kế A chính là dòng điện trong mạch chính nên: IA = I = 0,5 A
Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 11 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
-
Hỏi bài tập trên ứng dụng, thầy cô VietJack trả lời miễn phí!
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-doi-voi-toan-mach.jsp
Các câu hỏi về điện trở mạch ngoài là gì
Nếu có bắt kỳ câu hỏi thắc mắt nào vê điện trở mạch ngoài là gì hãy cho chúng mình biết nhé, mõi thắt mắt hay góp ý của các bạn sẽ giúp mình cải thiện hơn trong các bài sau nhé <3 Bài viết điện trở mạch ngoài là gì ! được mình và team xem xét cũng như tổng hợp từ nhiều nguồn. Nếu thấy bài viết điện trở mạch ngoài là gì Cực hay ! Hay thì hãy ủng hộ team Like hoặc share. Nếu thấy bài viết điện trở mạch ngoài là gì rât hay ! chưa hay, hoặc cần bổ sung. Bạn góp ý giúp mình nhé!!
Các Hình Ảnh Về điện trở mạch ngoài là gì
Các hình ảnh về điện trở mạch ngoài là gì đang được chúng mình Cập nhập. Nếu các bạn mong muốn đóng góp, Hãy gửi mail về hộp thư [email protected] Nếu có bất kỳ đóng góp hay liên hệ. Hãy Mail ngay cho tụi mình nhé
Tìm thêm thông tin về điện trở mạch ngoài là gì tại WikiPedia
Bạn nên tham khảo thêm thông tin chi tiết về điện trở mạch ngoài là gì từ trang Wikipedia tiếng Việt.◄ Tham Gia Cộng Đồng Tại💝 Nguồn Tin tại: https://cctechvietnam.vn/hoi-dap/
💝 Xem Thêm Chủ Đề Liên Quan tại : https://cctechvietnam.vn/hoi-dap/
