ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

Chia sẻ: bunmam_1

Một bài tập vật lý thông thường có nhiều phương pháp giải, đặc biệt là những bài tập về dòng điện không đổi. Để chúng ta có thể nắm rõ về lý thuyết và cách áp dụng thực tế các định luật để giải các bài tập chính xác và nhanh chóng. Nay chúng tôi sưu tầm tập tài liệu về ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT này với mong muốn nó sẽ giúp ích cho các bạn đọc một phần nào khi giải bài tập về dòng điện không đổi. Tập tài liệu này được chia thành hai phần:...

Bạn đang xem 10 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

Lời mở đầu



Một bài tập vật lý thông thường có nhiều phương pháp giải, đặc biệt là
những bài tập về dòng điện không đổi. Để chúng ta có thể nắm rõ về lý thuyết và
cách áp dụng thực tế các định luật để giải các bài tập chính xác và nhanh chóng.
Nay chúng tôi sưu tầm tập tài liệu về ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT này với
mong muốn nó sẽ giúp ích cho các bạn đọc một phần nào khi giải bài tập về
dòng điện không đổi.

Tập tài liệu này được chia thành hai phần:

Phần A: Cơ sở lý thuyết.

Phần B: Bài tập ví dụ có lời giải cụ thể và một số bài tập tự giải.

Tập tài liệu này được sưu tầm bởi các thành viên nhóm 1 lớp sư phạm lý
2A trường Đại học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh, dưới sự giám sát và
hướng dẫn của giáo viên bộ môn điện học Trương Đình Tòa.

Nhân đây nhóm thực hiện cũng xin chân thành cảm ơn thầy đã cung cấp
tài liệu và có những hướng dẫn để nhóm chúng em có thể hoàn thành tiểu luận
này.

Trong quá trình sưu tầm không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được sự
đóng góp ý kiến của thầy và các bạn đọc. Xin chân thành cảm ơn!



Nhóm thực hiện: Nhóm 1




Trang 1
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

Georg Simon Ohm
- Georg Simon Ohm (1787- 1854) nhà vật lý học
Đức đã có công lớn trong việc xây dựng cơ sở điện
học, âm học và quang học.
- Sinh tại Erlangen năm 1787 trong một gia đình
nghèo. Ohm đã không có điều kiện học hành đầy
đủ nhưng do tinh thần ham học năm 1805 ông
bước chân vào trường Đại học Tổng hợp Erlangen.
Cuộc sống vô cùng thiếu thốn đã buộc Ohm phải
bỏ dở con đường học tập của mình, dạy học ở
nhiều nơi để có thể vừa kiếm tiền vừa tiếp tục tự
học.
- Trong 6 năm, ông không những tự học xong chương trình đại học mà còn
viết xong luận văn và bảo vệ thành công học hàm giáo sư tại chính trường
Đại học Tổng hợp Erlangen (1811).
- Năm 1833, ông được giữ chức Hiệu trưởng trường Bách khoa Nuremberg.
- Năm 1849, ông được bổ nhiệm làm giáo sư ngoài biên chế trường Đại học
Tổng hợp Munich nổi tiếng nhất nước Đức thời đó. Năm 1852, được chính
phủ công nhận là giáo sư trong biên chế.
- Năm 1827, Ohm đã nêu ra định luật quan trọng về mạch điện tức là định luật
Ohm.
- Năm 1842, ông trở thành hội viên Hội Hoàng gia London và được thưởng
huy chương.
- Năm 1843, Ohm đã chứng minh rằng cảm giác âm thanh đơn giản được tạo
nên bởi các dao động tuần hoàn mà tai ta tách lọc từ những âm điệu phức tạp.
Khám phá này sau đó được công nhận là định luật Ohm trong lĩnh vực âm
học. Ngoài ra, ông còn tiến hành nghiên cứu cả lĩnh vực quang học và quang
tinh thể.

- Để tưởng nhớ tên tuổi và công lao của ông, tại Đại hội các nhà điện học toàn
thế giới năm 1881, các đại biểu đã nhất trí lấy tên ông đặt cho đơn vị điện trở,
đó là đơn vị Ohm.




Trang 2
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT


A. CƠ SỞ LÝ THUYẾT


I. ĐỊNH LUẬT OHM CHO TOÀN MẠCH (MẠCH KÍN )
Một mạch kín đơn giản nhất được vẽ ở hình 1 bao E, r
I
gồm một nguồn điện ( E , r ) và điện trở R nối giữa A B
hai điện cực ở phía ngoài nguồn điện. Định luật Ohm
cho toàn mạch biểu thị mối quan hệ giữa cường độ I I
dòng điện I chạy trong mạch kín đó với suất điện R
động E của nguồn điện và điện trở toàn phần của
mạch điện kín ( R  r ).
Hình 1
Dạng cường độ dòng điện:

E
I (1.1)
Rr
Dạng hiệu điện thế:

E  I  r  R   Ir  IR  Ir  U AB (1.2)

Ta có thể phát biểu : Cường độ dòng điện trong mạch kín tỉ lệ thuận với suất
điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch kín. Suất
điện động của nguồn có giá trị bằng tổng các độ giảm thế trong Ir và giảm thế
ngoài IR .

Hiệu điện thế hai cực bộ nguồn U AB có giá trị bằng độ giảm thế ở mạch ngoài
và nhỏ hơn giá trị suất điện động :

U AB  IR  E  Ir (1.3)

Hiệu điện thế hai cực bộ nguồn có giá trị bằng suất điện động E của bộ nguồn
U AB  E trong hai trường hợp:

 Khi mạch ngoài hở, không có dòng điện chạy trong mạch I  0 cũng có
nghĩa là không có dòng điện chạy qua nguồn điện. Ngược lại, khi nào thấy

Trang 3
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

hiệu điện thế hai cực một nguồn bằng suất điện động U AB  E thì ta biết
không có dòng điện và có thể bỏ nguồn điện đó đi mà không ảnh hưởng đến
phần còn lại của mạch điện. Ta gặp “nghịch lý” vui: một đoạn mạch có hiệu
điện thế hai đầu khác không U AB  0 mà trong đoạn mạch lại không có dòng
điện đi qua I  0 .
 Nếu mạch ngoài kín, có dòng điện I chạy trong mạch thì U AB  E khi
R  0 : nguồn điện có điện trở trong nhỏ không đáng kể. Như vậy khi có
cường độ dòng điện chạy qua nguồn điện mà hiệu điện thế hai cực bằng suất
điện động U AB  E thì nguồn điện đó có điện trở trong nhỏ không đáng kể.
Ngược lại, một hiệu điện thế không đổi U luôn có thể xem như một nguồn
có suất điện động E bằng hiệu điện thế không đổi đó: E  U 0 với điện trở
trong nhỏ không đáng kể r  0 .

Hệ thức U AB  IR cho thấy ta đang khảo sát mạch ngoài có R . Còn hệ thức
U AB  E  IR nói lên rằng ta đang khảo sát mạch trong nguồn.

 Ta cần chú ý rằng ý nghĩa của hai hệ thức đó là khác nhau.


II. ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT CHO ĐOẠN MẠCH CÓ NGUỒN
ĐIỆN.
1. Mở rộng định luật ohm cho toàn mạch

I E, r
Trong phần định luật Ohm cho toàn mạch, ta đã A B
xét mạch kín như hình 2 và đã có:
I R
U AB  RI AB , khi xét mạch ngoài ARB .
Hình 2
U AB  E  Ir , khi xét đoạn mạch trong có nguồn
điện. Ta sẽ mở rộng đẳng thức thứ hai này khi xét một đoạn mạch tổng quát bất kì,
trên đó ngoài các điện trở thuần còn có các nguồn điện với các chiều mắc tùy ý.

Như vậy ta thấy rằng định luật Ohm cho mạch kín chỉ là một trường hợp riêng của
định luật Ohm tổng quát. Thực vậy, đối với mạch kín thì chỉ điểm A trùng với điểm
B, khi đó VA  VB và RAB  R là điện trở của cả mạch kín bao gồm cả điện trở của

Trang 4
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

nguồn (gọi là điện trở trong) và điện trở bên ngoài nguồn (thường gọi là điện trở
ngoài Rn ): R  Rn  r , còn E là tổng đại số các suất điện động có trong mạch kín.
Ta có: E  IR .
2. Nguồn điện
 Các nguồn phát điện : như trong ví dụ ở hình 2, dòng điên I đi từ cực
dương của nguồn đi ra, hay nói khác đi dòng điện đi qua nguồn từ cực âm
sang cực dương. Nguồn điện ( E , r ) trong trường hợp này cung cấp điện cho
toàn mạch. Ở mạch ngoài dòng điện có thể làm bóng đèn sáng, chạy động cơ
điện,… Điện năng dự trữ trong nguồn sẽ chuyển hóa dần thành nhiệt năng,
cơ năng, hóa năng… Ta nhắc lại rằng ở các nguồn phát điện, dòng điện đi ra
từ cực dương của nguồn điện.

 Các nguồn thu điện: Xét mạch điện nạp
cho acquy như hình 3. Một nguồn điện I E, r
A + – B
mạch E phát dòng điện I ra mạch ngoài.
Mạch ngoài gồm có một acquy e và một
biến trở Rbt để điều chỉnh dòng nạp điện. I +
Đối với acquy đang nạp điện,dòng điện e’, Rbt
nạp I đi vào cực dương acquy. Hay nói Hình 3
r’
cách khác thì dòng nạp điện đi từ cực
dương acquy qua cực âm. Trong acquy được nạp điện, dòng điện I sinh
công gây ra các phản ứng hóa học các lực hóa học kéo các electron và ion
âm về điện cực âm acquy, kéo các ion dương về điện cực dương đi ngược
chiều của lực điện trong lòng acquy. Kết quả là các điện tích dương và điện
tích âm được tích tụ ở hai điện cực tạo nên một hiệu điện thế giữa hai điện
cực acquy. Nhắc lại rằng nguồn thu điện thì dòng điện đi vào cực dương.

Nếu viết biểu thức của dòng điện I trong mạch nạp acquy nói trên. Ta có:

E  e
I (2.1)
r  r  R
Trước suất điện động acquy e có dấu trừ. Suất điện động nguồn nạp E bị giảm
bớt một lượng bằng e . Do đó ta gọi e trong trường hợp này là suất phản điện.



Trang 5
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

Công của dòng điện I ngoài phần gây tỏa nhiệt trên r còn có phần chuyển thành
hóa năng dự trữ trong acquy.

Trong trường hợp các động cơ điện hoặc bình điện phân không có hiện tượng
cực dương tan, ngoài phần gây tỏa nhiệt trên điện trở thuần của các dụng cụ đó còn
có phần công dòng điện W  chuyển thành cơ năng hay hóa năng. Do đó với các
dụng cụ điện này ta cũng nói rằng động cơ, bình điện phân (không có dương cực
W W
tan) có suất phản điện e tương tự như acquy được nạp điện với: e   .
q It
Chúng là các nguồn thu điện.
3. Các biểu thức định luật Ohm tổng quát

a. Nhắc lại công thức
U AB  E  Ir E, r
I
A B
Ở đoạn mạch bên trong nguồn đó dòng điện
I viết đầy đủ chính là I BA mà I AB   I BA :
R
U AB  E  rI BA  E  rI AB  I AB RAB  E (2.2)
Hình 4
Với RAB là điện trở tương đương của cả đoạn mạch. Số hạng đầu ở vế phải của
công thức trên ta đã gặp ở định luật Ohm cho đoạn mạch chỉ chứa điện trở thuần
RAB . Sự khác biệt và là điều mới mẻ ở đây chính là sự xuất hiện của số hạng thứ
hai E . Điều này tương ứng với sự có mặt của nguồn điện suất điện động E trong
đoạn mạch trên. Điều này gợi ý cho chúng ta tổng quát hóa biểu thức của định luật
Ohm cho đoạn mạch chỉ chứa điện trở thuần thành biểu thức của định luật Ohm
cho đoạn mạch có nguồn điện. Chú ý rằng cực (+) nguồn điện ở phía đầu A.

b. Công Thức Hiệu Điện Thế
Xét một đoạn mạch tổng quát AB như e1, r1 R e2, r2
hình 5: A + + B

Gọi RAB là điện trở tương đương của
Chiều khảo
cả đoạn mạch. Chọn chiều khảo sát từ A
Hình 5
đến B. ta luôn viết được biểu thức hiệu
điện thế hai đầu đoạn mạch theo dòng điện chạy trong đoạn mạch:

Trang 6
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

U AB  RAB I AB  e1  e2  RAB I AB  e (2.3)

c. Công thức cường độ dòng điện
Từ công thức hiệu điện thế ta rút ra cường độ dòng điện tính theo hiệu điện thế
(hình 5):

U AB  e1  e2 U AB  e
I AB   (2.4)
RAB RAB

Ta gọi công thức (2.3), (2.4) là công thức của định luật Ohm tổng quát bởi vì:

 Nếu không có các nguồn điện e1 , e2 ….thì ta có công thức: U AB  I AB RAB
của định luật Ohm cho đoạn mạch chỉ chứa các điện trở thuần quen thuộc.
 Nếu cho U AB  0 tức là chập hai đầu A và B của đoạn mạch ta có các công
thức: E  I  R  r  của định luật Ohm cho mạch kín.
 Đặc biệt hóa công thức (2.3) ta có lại công thức (2.2) áp dụng trong mạch kín.

d. Những lưu ý khi áp dụng định luật Ohm tổng quát:
Khi vận dụng công thức định luật Ohm tổng quát ta cần lưu ý rằng công thức đó
chỉ áp dụng cho đoạn mạch mà trên suốt đoạn mạch đó dòng điện chỉ có cùng một
giá trị I ở mọi điểm và nếu chưa biết chiều dòng điện thì ta tùy ý chọn chiều dòng
điện cho đoạn mạch. Giữa hai điểm ngoài cùng của đoạn mạch, điểm A và điểm B
chẳng hạn, ta tùy ý chọn chiều đường đi. Nếu đi trên đoạn mạch đó từ A đến B thì
khi đó đã chọn chiều dòng điện nếu cần thiết và chọn chiều đường đi trên đoạn
mạch thì ta thực hiện các bước và các quy ước sau đây:

 Lấy điện thế điểm đầu trừ điện thế điểm cuối đường đi.
 Suất điện động nhận dấu dương nếu ta đi qua nguồn từ cực dương sang cực
âm của nguồn và ngược lại.
 Dòng điện I nhận dấu dương nếu nó hướng theo chiều đường đi của chiều
khảo sát.
 Nếu kết quả tính toán cho ta giá trị âm của cường độ dòng điện thì chiều thực
của dòng điện trên đoạn mạch ngược với chiều dòng điện giả định ở trên.
Và trong thực tế đối với dạng bài tập về dòng điện không đổi thì có rất nhiều
phương pháp để giải và ứng với mỗi phương pháp thì sẽ không tránh khỏi
những hạn chế nhất định. Vì thế để đạt hiệu quả cao và dễ dàng tính toán hơn

Trang 7
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

ta nên kết hợp cùng một lúc nhiều phương pháp nếu có thể để bài toán được
giải quyết dễ dàng hơn.




Trang 8
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT


B. BÀI TẬP VÍ DỤ:
Ví dụ 1:

Hãy tính các hiệu điện thế UMN và UPQ trong hình vẽ sau:


M 2A 2Ω + 8Ω + 2 A + 7Ω N
(2V,1Ω) (6V,2Ω) (3V,1Ω)
3A+ 5Ω 8Ω
P + 3A + + Q
(2V,1Ω) (3V,2Ω) (6V,1Ω) (5V,2Ω)
Hình 6


Giải:

- U MN  RMN I MN  e
U MN   2  1  8  2  7  1 2  6  3  43 V
- U PQ  RPQ I PQ  e
U PQ  1  5  2  1  8  2  3  2  3  6  5  57 V


Ví dụ 2

Cho đoạn mạch như hình vẽ:


( e1  10 V , r1  1  ), ( e1  16 V , e1, r1
I1
r1  0,5  ). Tính U AB và cường độ dòng e 2 , r2
I2
A B
điện trong các nhánh.
I3 R




Trang 9
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

Giải :


Ta đặt tên I1 , I 2 , I 3 và giả sử dòng điện trong các nhánh có chiều mũi tên

như trên hình. Dùng công thức (2.4) ta viết biểu thức cường độ dòng điện trong các

nhánh theo U AB :


U BA  e1
I1  I1BA  : e1 vì e1 là nguồn phát điện, dòng I1 đi từ cực + của e1 đi ra.
r1

U BA  e2
I 2  I 2BA  : tương tự như trên, I 2 đi từ cực + của e2 đi ra: e2 là nguồn phát
r2

điện.


U AB
I 3  I 3AB  : nhánh 3 không có nguồn nào.
R

Định luật bảo toàn dòng điện ở nút A hoặc B cho ta:


I 3  I1  I 2


U AB U BA  e1 U BA  e2 U AB  e1 U AB  e2
    
R r1 r2 r1 r2


1 1 1 e e
 U AB      1  2
 R r1 r2  r1 r2




Trang 10
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

e1 e2 10 16
 
r1 r2 1 0,5
Vậy: U AB    12 V.
1 1 1 1 1 1
   
R r1 r2 2 1 0,5


Thay U AB vào các biểu thức cường độ dòng điện, ta có:


12  10
I1BA   2 A   I1AB
1

12  16
I 2BA  8 A
0,5


12
I 3AB  6 A
2


Giá trị I1BA  2 A  0 chứng tỏ dòng điện chạy trong nhánh thứ nhất có

chiều ngược lại với chiều giả sử ban đầu. Các giá trị I 2  0 và I 3  0 chứng tỏ

chiều dòng điện thực chạy trong nhánh hai và ba là trùng với chiều giả sử ban đầu.


Ví dụ 3:

K2
Cho mạch điện.
R
Biết: E1  4,5 V , r1  0,2  , R/2
E1, r1
V
R  4,2  , E2  16 V , r2  0,6  . E2, r2 R/2
K1
A
Tính số chỉ của ampe kế và vôn kế trong các trường hợp sau:


Trang 11
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

a. K1, K2 đều ngắt.

b. K1 ngắt, K2 đóng.

c. K1 đóng, K2 ngắt.

d. K1, K2 đều đóng.


Giải:

R
a. K1, K2 đều ngắt, ta có sơ
E1, r1 R/2 R/2
đồ tương đương:
E2, r2 R/2
I
Điện trở mạch ngoài:


R R
R  
2 2 R
Rn     R  4,2 
R R 2
R 
2 2

E2  E1 16  4,5
Do E2  E1 nên số chỉ Ampe kế: I    2,3 A
r2  r1  Rn 0,6  0,2  4,2


Số chỉ Vôn kế: U  IRn  2,3.4, 2  9,66 V


b. K1 ngắt, K2 đóng

R 4, 2
Rn    2,1 
2 2

E2  E1 16  4,5
I  4 A
r2  r1  Rn 0,6  0,2  2,1


Trang 12
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

Số chỉ Vôn kế: U  IRn  4.2,1  8, 4 V

c. K1 đóng, K2 ngắt, ta có sơ đồ

tương đương: R/2
E1, r 1
R R 5R E2, r2 R/2
RAB  , RABC   R  ,
4 4 4 R
A R/2 B
R 5R
.
Rn  2 4  5 R  5.4,2  1,5 
R 5R 14 14

2 4
E  E1 16  4,5
⇒ I 2  5 A
r2  r1  rn 0,6  0,2  1,5

⇒ U  IRn  5.1,5  7,5 V

d. K1, K2 đều đóng, ta có sơ đồ

tương đương: E1, r1
E2, r2 R/2 R/2 R/2
R 4,2
Rn    0,7 
6 6


E2  E1 16  4,5
⇒ I   7,67 A
r2  r1  rn 0,6  0,2  0,7


⇒ U  IRn  7,67.0,7  5,37 V




Trang 13
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

Ví dụ 4:


Cho mạch điện như hình vẽ: E, r R1


E  120 V , r  5  , R1  15  ,
K R2 R3 C
V
R2  10  , R3  R4  20  ,
R4
C  0, 2 μF . Khi K ngắt, Vôn kế chỉ

60V.


a. Khi K đóng, Vôn kế chỉ bao nhiêu? Cường độ dòng điện qua K là bao nhiêu?

b. Tính điện tích của tụ điện khi K ngắt và khi K đóng.


Giải:


a. Gọi RV là điện trở của Vôn kế, I là cường độ dòng điện qua nguồn khi K

ngắt.


E  UV 120  60
I  2 A
r  R1  R2 5  15  10


Cường độ dòng điện qua R3 , R4 khi K ngắt:


UV 60
I 34    1,5 A
R3  R4 20  20


IV  I  I 34  2  1,5  0,5 A


Trang 14
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

Điện trở của Vôn kế:


UV 60
RV    120 
I 2 0,5


Hiệu điện thế hai đầu tụ điện khi K ngắt:


U C  R4 .I 34  20.1,5  30 V


Điện tích của tụ điện khi K ngắt:


q  C.U  0, 2.30  6 μC


Vẽ lại sơ đồ mạch điện khi K đóng:
E, r R1

RV

R3 R4

Điện trở mạch ngoài:


RV  R3  R4  120  20  20 
Rn  R1   15   45 
RV  R3  R4 120  20  20


Cường độ dòng điện qua khóa K:


E 120
I    2,4 A
r  Rn 5  45



Trang 15
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

b. Chỉ số của Vôn kế:

UV  E  I   r  R1   120  2,4  5  15  72 V


Hiệu điện thế hai đầu tụ điện:


U V 72

UC    36 V
2 2
Điện tích của tụ điện:

q  C .U  0, 2.36  7, 2 μC



Ví dụ 5:

Một nguồn điện ( E , r  6  ) và hai điện trở E, r
+
R1  24  , R2  36  mắc nối tiếp ở mạch ngoài.
Mắc Vôn kế song song với R1 thì thấy Vôn kế chỉ
UV1  36 V . Mắc Vôn kế V song song với R2 thì thấy
R1 R2
160
Vôn kế chỉ UV2  V (hình bên). Tìm suất điện
3
động E của nguồn điện và xem Vôn kế V sẽ chỉ bao V V
nhiêu nếu mắc Vôn kế song song với cả hai điện trở
nối tiếp kể trên.

Giải:

Gọi RV là điện trở của Vôn kế V:

R1RV E R1RV E
UV1   
R1  RV r  R  R1RV
2
 r  R1  R2  RV  R1R2  rR1
R1  RV

24 RV E
 36  (1)
66 RV  1008



Trang 16
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

R2 RV E R2 RV E
UV2   
R2  RV r  R  R2 RV
1
 r  R1  R2  RV  R1R2  rR2
R2  RV

160 36 RV E
  (2)
3 66 RV  1080

Từ (1) và (2)  RV  72 

36  66 RV  1008 36  66.72  1088 
E   120 V
24 RV 24.72

Khi mắc Vôn kế V song song với cả hai điện trở nối tiếp:

UV3 
 R1  R2  RV 
E

 R1  R2  RV E
R1  R2  RV  R  R2  RV r  R1  R2  RV    R1  R2  RV
r 1
R1  R2  RV


 UV3 
 24  36  72.120  101, 4 V
6  24  36  72    24  36  72



Ví dụ 6:

Có một nguồn điện ( E  6 V , r  2  )

a. Tìm giá trị điện trở mạch ngoài để công suất mạch ngoài cực đại và tính cực
đại đó.
b. Muốn có công suất mạch ngoài P0  4 W thì điện trở mạch ngoài bằng bao
nhiêu?
c. Với điện trở mạch ngoài R1  3  thì công suất mạch ngoài P bằng bao
1

nhiêu? Hỏi phải mắc thêm điện trơ X bằng bao nhiêu để công suất mạch
ngoài vẫn bằng P đó.
1




Trang 17
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

Giải:

2 RE 2 E2 E2 E2
a. PN  RI  2
 2
   Pmax
r  R  r  r 4r
 R 4. . R
 R
 R 
E 2 62
Vậy Pmax    4,5 W , dấu “=” xảy ra khi: R  r  2 
4r 4.2
RE 2 36 R  R 1 
b. Cho P0  4 W  2
 2
 R 2  5R  4  0  
r  R 2  R R  4 
R1E 2 3.62
c. P 
1   4,32 W
 r  R1   2  32
Giá trị điện trở ngoài R2 có cùng công suất mạch ngoài P  4,32 W tính
1

r 2 22 4
theo công thức đã biết: R2      R1  3 
R1 3 3

Vì R2  R nên muốn ghép X với R1 để có R2 thì phải ghép song song:

RX 4 3X
R2   R / / X      X  2,4
RX 3 3 X



Ví dụ 7: E1, r1
Cho mạch điện
R1 C R2
E1  16 V , r1  2  A B

E2  5 V , r2  2 E2, r2
A1
R2  4  , R4  3  , RA  0 R3 R4
M A2 N
D
Ampe kết thứ nhất chỉ 0,
ampe kế thứ hai chỉ I 4  1 A . Tính R1 và R3 ?



Trang 18
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

Giải:

Mạch điện gồm nhiều đoạn mạch, áp dụng định luật Ohm cho đoạn mạch
CD:

U CD  E2   r1  R2  I A1  E2  5 V (vì I A1  0 , RA1  0 )

Ta lại có: U DB  I 4 R4  3 V , U CB  U CD  U DB  5  3  8 V

U CB 8
Cường độ dòng điện I 2 qua R2 là: I 2   2A
R2 4

Cường độ dòng điện qua E1 : I  I 2  I 4  3 A

Cường độ dòng điện qua R1 và R3 :

I1  I 2  2 A và I 3  I 4  1 A

Áp dụng định luật Ohm cho đoạn mạch AE1B : U AB  E1  Ir1  10 V

⇒ U AC  U AB  U BC  U AB  U CB  2 A

U AD  U AB  U BD  U AB  U DB  7 V

U AC U
 R1   1  và R2  AD  7 
I1 I2

Ví dụ 8:

Cho sơ đồ mạch điện:

Cho   24 V , r  16 V ,
R1  R2  20  , Rb  60  ,
M
RAC  10  , RV   .

Tìm số chỉ của Vôn kế. Cực
dương của Vôn kế mắc vào đâu? C
A B



Trang 19
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

Giải:


Do ( R1 nt R2 ) // Rb nên:


Rn 
R  R2  Rb  20  20  60
1
  24 
R1  R2  Rb 20  20  60

Cường độ dòng điện qua mạch chính:

 24
I   0,6 A
r  Rn 16  24

Cường độ dòng điện qua R1 :


I.
R1
 R2  Rb
U n IRn R1  R2  Rb IRb 0,6.60
I1       0,36 A
R12 R12 R1  R2 R1  R2  Rb 20  20  60

Cường độ dòng điện qua Rb :

I b  I  I1  0,6  0,36  0, 24 A

Hiệu điện thế giữa hai điểm A, M:

U AM  I1 R1  0,36.20  7, 2 V

Hiệu điện thế giữa hai điểm A, C:

U AC  I b RAC  0, 24.10  2, 4 V

Số chỉ của Vôn kế:

U V  U AM  U AC  7,2  2,4  4,8 V

Cực dương của Vôn kế mắc vào điểm C vì U CM  0




Trang 20
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

Ví dụ 9:

Cho mạch điện:

Nguồn điện có   8 V , r  2  . Đèn có điện K
trở R1  3  , R2  3  , điện trở của Ampe kế
không đáng kể. D
a. Khi K mở, di chuyển con chạy C đến vị trí
mà RBC  1  thì đèn tối nhất. Tính điện
trở toàn phần của biến trở RAB .
b. Thay RAB  12  rồi di chuyển con chạy C A C B
đến giữa (trung điểm AB) rồi đóng K. Tìm
số chỉ Ampe kế lúc này.

Giải:

a. Khi K mở, mạch tương đương:

Đặt RAB  R ; RBC  x ⇒ RAC  R  x

3  x  3 B
Ta có: RCD  ; C
x6 A D
3 x  3
RAD  R  x 
x6

 8 x  6
⇒ I 
RAD  r  x   R  1 x  21  6 R
2




Cường độ dòng điện chạy qua đèn:

U CD IRCD 24
I1   ⇒ I1  2
x  R1 x  R1  x   R  1 x  21  6 R

Đèn tối nhất tức là I1 phải nhỏ nhất.

Để I1 nhỏ nhất thì f  x    x 2   R  1 x  21  6 R phải lớn nhất.


Trang 21
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

R 1
Dễ dàng tìm được  I1 min khi x 
2
Mà x  1 (giả thiết) ⇒ R  3 

b. Khi K đóng, mạch tương đương:

Đặt R3  RAC  6  ,
R4  RBC  6  , R234  6 
C
Ta có:
A≡B D
R234 R1 6.3
RAD   2
R234  R1 6  3

 8
⇒ I  2A
RAD  r 22

U AD I .RAD 2.2 2 I 1
I2     A ⇒ I3  I 4  2  A
R234 R234 6 3 2 3

1 5
Mà I  I A  I 3 ⇒ Số chỉ Vôn kế: I A  I  I 3  2   A
3 3



Ví dụ 10:

Cho mạch điện như hình vẽ:

Trong đó 1  6 V , r1  1  , r2  3  , D
R1  R2  R3  6  .

a. Vôn kế (có điện trở rất lớn) chỉ 3 V.
A B
Tính suất điện động  2 . C
b. Nếu đổi chỗ hai cực của nguồn  2 thì
Vôn kế chỉ bao nhiêu?




Trang 22
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

Giải:

a. Nhận xét: Hai nguồn mắc nối tiếp, ta có
chiều dòng điện: D
Điện trở toàn mạch:
R  R  R3  6  6  6 
R 2 1  4 A B
R2  R1  R3 6  6  6 C
I đến A rẽ thành 2 nhánh:
I1 R2 1 I
  ⇒ I1 
I 2 R1  R3 2 3
I
Ta có: U CD  U CA  U AD   I1 R1  1  Ir1   .6  6  I .1  6  3I
3
I 1 A
Số chỉ Vôn kế là 3 V ⇒ U CD  3 V ⇒ 6  3I  3 ⇒ 
I  3 A
 Với I  1 A , ta có: 1   2  I  R  r1  r2   1 4  1  3  4 ⇒  2  2 V
 Với I  3 A ⇒  2  18 V
b. Khi đổi chỗ hai cực của nguồn  2 thì hai nguồn mắc xung đối.
 Với  2  2 V < 1 ⇒ 1 là máy phát,  2 là máy thu, dòng điện đi từ
cực dương của máy phát 1 .
1   2 62
Ta có: I    0,5 A
R  r1  r2 4  1  3
⇒ Số chỉ Vôn kế: U CD  U CA  U AD  6  3I  6  3.0,5  4,5 V
 Với  2  18 V > 1 ⇒ 1 là máy thu,  2 là máy phát, dòng điện đi từ
cực dương của máy phát  2 .
  18  6
Ta có: I  2 1   1,5 A
R  r1  r2 4  1  3
⇒ Số chỉ Vôn kế:
U CD  U CA  U AD  I1 R1  1  Ir1  6  3I  6  3.1,5  10,5 V .




Trang 23
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

Bài tập vận dụng
Bài 1: Cho mạch điện như hình vẽ:

Cho 1  6 V ,  2  12 V ,  3  8 V , r1  1  ,
r2  2  , r3  3  , R  3  . Hãy tính:
A B
a. Hiệu điện thế giữa hai điểm A, B.
b. Cường độ dòng điện qua từng nhánh rẽ.



Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ, các ampe A1
kế có điện trở không đáng kể; A1 chỉ 0,2A; A2 R R
R
chỉ 0,3A. Nếu đổi vị trí của 2 điện trở trong sơ
đồ cho nhau thì chỉ số của các ampe kế vẫn A2
không đổi. Tìm cường độ dòng điện qua E

nguồn trong các trường hợp hoán đổi.

Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn
điện có E = 8V, r =2Ω. Điện trở của đèn là
R1 = 3Ω; R2 = 3Ω, ampe kế có điện trở
không đáng kể.

a. K mở, di chuyển con chạy C người
ta nhận thấy khi điện trở phần AC
của biến trở AB có giá trị 1Ω thì đèn
tối nhất. Tính điện trở toàn phần của
biến trở.
b. Thay biến trở trên bằng một biến trở khác và mắc vào chỗ biến trở cũ ở
mạch điện trên rồi đóng khoá K. Khi điện trở phần AC bằng 6Ω thì ampe kế
5
chỉ A. Tính điện trở toàn phần của biến trở mới.
3




Trang 24
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

Bài 4: Có một số đèn (3V- 3W) và một số nguồn, mỗi nguồn có suất điện động  =
4V, điện trở r = 1.

a. Cho 8 đèn. Tìm số nguồn ít nhất và cách ghép đèn, ghép nguồn để đèn
sáng bình thường. Xác định hiệu suất cách ghép.
b. Cho 15 nguồn. Tìm số đèn nhiều nhất và cách ghép đèn, ghép nguồn để
đèn sáng bình thường. Xác định hiệu suất cách ghép.



Bài 5: Cho một mạch điện như dưới. Tất cả các vôn kế đều giống nhau, tất cả các
điện trở đều giống nhau. Vôn kế V1 chỉ 8V, vôn kế V3 chỉ 10V. Tìm số chỉ vôn kế
V5.



V1 V2 V3 V4 V5 Vn




Bài 6: Cho mạch điện (E,r)
R
Trong đó:

E = 80V R
A A B
R1 = 30Ω
R
R2 = 40Ω V

R3 = 150Ω R

R + r = 48Ω, Ampe kế chỉ 0,8A, Vôn kế chỉ 24V.

1. Tính điện trở RA của ampe kế và điện trở RV của vôn kế.
2. Khi chuyển R sang song song với đọan mạch AB. Tính R trong hai trường
hợp:
a. Công suất tiêu thụ trên điện trở mạch ngoài đạt cực đại.
b. Công suất tiêu thụ trên điện trở R đạt cực đại.


Trang 25
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

Bài 7: Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ

R1 = 8 W; R2 = 6W; R3 =12 W; R4 = 4W;
R5 = 6W, E1 = 4V,E2 =6V; r1 = r2 = 0,5W,
RA không đáng kể; RV có điện trở rất lớn

a. Tính cường độ dòng điện trong
mạch chính
b. Tính số chỉ của Vôn kế
c. Tính số chỉ của Ampe kế



Bài 8:

Cho mạch điện như hình vẽ:

Biết:E1 = 2E2, r1 = 1Ω; r2 = 3Ω; R1 = 4Ω;
R: biến trở

Các dây nối có điện trở không đáng kể.

a. Tính giá trị R để nguồn (E2) là
nguồn thu.
b. Nếu hoán vị nguồn (E1) và nguồn (E2) thì nguồn nào là nguồn thu, lúc đó giá
trị R bằng bao nhiêu.




Trang 26
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

Tài liệu tham khảo




1. Vật lý đại cương (điện – dao động sóng)
– NXBGD – Vũ Thanh Khiết

2. Bài tập vật lý (tập 2) (Điện – từ) –
NXBĐHQGTPHCM – Nguyễn Hữu Thọ

3. Bài tập cơ bản và nâng cao vật lý 11 –
NXBĐHQGHN – Vũ Thanh Khiết

4. http://tailieu.vn

5. http://thuvienvatly.com

6. http://vatlyvietnam.org

7. http://baigiang.violet.vn




Trang 27
Nhóm 1 ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT

Mục lục
Lời mở đầu .........................................................................................................1
Georg Simon Ohm .............................................................................................2
A. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ..............................................................................3
I. ĐỊNH LUẬT OHM CHO TOÀN MẠCH (MẠCH KÍN ) ............................................. 3
II. ĐỊNH LUẬT OHM TỔNG QUÁT CHO ĐOẠN MẠCH CÓ NGUỒN ĐIỆN. .......... 4
1. Mở rộng định luật ohm cho toàn mạch .............................................................4
2. Nguồn điện .........................................................................................................5
3. Các biểu thức định luật Ohm tổng quát ............................................................6
B. BÀI TẬP VÍ DỤ: .....................................................................................9
Bài tập vận dụng ............................................................................................. 24
Tài liệu tham khảo .......................................................................................... 27
Mục lục ............................................................................................................ 28




Trang 28
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản