1/ Định luật Ôm đối với đoạn mạch có dòng điện
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]
a/Đoạn mạch có điện trở mắc nối tiếp:
R=R1 + R2 + R3
I=I1=I2=I3
U=U1 + U2 + U3
\[\dfrac{1}{R}=\dfrac{1}{R_{1}}+\dfrac{1}{R_{2}}+\dfrac{1}{R_{3}}\]
U=U1=U2=U3
I=I1 + I2 + I3
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.
Giả sử cường độ dòng điện không đổi trong mạch là I, khi đó trong khoảng thời gian t lượng điện tích [điện lượng] nguồn dịch chuyển trong mạch là q=It
Công của nguồn điện: A$_{ng}$=Eq=E.I.t
Theo Định luật Jun-Lenxơ nhiệt lượng tỏa ra trên các điện trở trong khoảng thời gian t:
Q=I2[R+r]t
Bỏ qua sự truyền nhiệt ra ngoài môi trường, áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta cóA$_{ng}$=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]
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.
Khi nối cực âm với cực dương của nguồn điện ác quy thanh than chì bị nóng đỏ
Vận dụng Định luật Ôm cho toàn mạch và Định luật Jun-Lenxơ giải thích hiện tượng trên
Khi hiện tượng đoản mạch xảy ra [nối tắt cực âm và cực dương của nguồn điện với nhau]
áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch ta có
E=Ir => \[I=\dfrac{E}{r}\] [1]
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]
Xem thêm:
Tổng hợp lý thuyết, bài tập vật lý lớp 11 chương dòng điện không đổi
Định luật ôm cho toàn mạch
Theo định luật ôm cho toàn mạch thì cường độ dòng điện cho toàn mạch được VnDoc biên soạn hướng dẫn bạn đọc trả lời câu hỏi liên quan đến định luật ôm cho toàn mạch vật lý 11 bài 9. Cũng như nhắc lại các kiến thức nội dung đã học. Giúp củng cố, nâng cao kiến thức dành cho bạn đọc.
Theo định luật ôm cho toàn mạch thì cường độ dòng điện cho toàn mạch
A. tỉ lệ nghịch với điện trở ngoài của nguồn.
B. tỉ lệ nghịch với suất điện động của nguồn.
C. tỉ lệ nghịch với điện trở trong của nguồn.
D. tỉ lệ nghịch với tổng điện trở toàn mạch.
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết
→ dòng điện tỉ lệ nghịch với tổng trở của mạch.
Đáp án D
Định luật ôm đối với toàn mạch
Cường độ dòng điện chạy trong mạch điện kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch đó.
Với I.RN = UN : độ giảm thế mạch ngoài.
I.r: độ giãm thế mạch trong.
UN = ξ - r.I
+ Nếu điện trở trong r = 0, hay mạch hở [I = 0] thì UN = ξ .
+ Nếu R = 0 thì I = I = ξ/r, lúc này nguồn gọi là bị đoản mạch.
Hiện tượng đoản mạch xảy ra khi nối 2 cực của một nguồn điện chỉ bằng dây dẫn có điện trở rất nhỏ. Khi đoản mạch, dòng điện chạy qua mạch có cường độ lớn và có thể gây ra nhiều tác hại. Định luật ôm đối với toàn mạch hoàn toàn phù hợp với định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng.
Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng ta có: Công của nguồn điện sinh ra trong mạch kín bằng tổng công của dòng điện sản ra ở mạch ngoài và mạch trong.
A = ξ I.t = [RN + r]. I2.t
Câu hỏi vận dụng liên quan
Câu 1. Chọn câu đúng: Theo định luật Ôm cho toàn mạch [mạch kín gồm nguồn và điện trở] thì cường độ dòng điện trong mạch kín
A. tỉ lệ nghịch với điện trở ngoài của nguồn.
B. tỉ lệ nghịch với suất điện động của nguồn.
C. tỉ lệ nghịch với điện trở trong của nguồn.
D. tỉ lệ nghịch với tổng điện trở toàn mạch.
Xem đáp án
Đáp án D
Câu 2.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 cường độ dòng điện chạy trong mạch.
B. tăng khi cường độ dòng điện trong mạch tăng.
C. giảm khi cường độ dòng điện trong mạch tăng.
D. tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện chạy trong mạch.
Xem đáp án
Đáp án C
Câu 3.Một nguồn điện có suất điện động E = 6 [V], điện trở trong r = 2 [Ω], mạch ngoài có điện trở R. Để công suất tiêu thụ ở mạch ngoài là 4 [W] thì điện trở R phải có giá trị
A. R = 3 [Ω].
B. R = 4 [Ω].
C. R = 5 [Ω].
D. R = 6 [Ω].
Xem đáp án
Đáp án B
-----------------------------
Trên đây VnDoc đã giới thiệu tới các bạn Theo định luật ôm cho toàn mạch thì cường độ dòng điện cho toàn mạch. Để có thể nâng cao kết quả trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Giải bài tập Toán 11, Chuyên đề Hóa học 11, Giải bài tập Hoá học 11. Tài liệu học tập lớp 11 mà VnDoc tổng hợp và đăng tải.
Để tiện trao đổi, chia sẻ kinh nghiệm giảng dạy và học tập môn học THPT, VnDoc mời các bạn truy cập nhóm riêng sau: Nhóm Tài liệu học tập lớp 11 để có thể cập nhật được những tài liệu mới nhất.