ỗ
ố
Th.S Đ Qu c Huy Ả
Ạ ƯƠ
Ậ
BÀI GI NG V T LÝ Đ I C
NG 2
Chuyên đ :ề
Ệ
Ổ DÒNG ĐI N KHÔNG Đ I
ậ
ủ (Đ ể download tài li u này, hãy đăng nh p ễ champhay.com) vào di n đàn ệ c a trang web
MỤC TIÊU
, SV phải :
ươ
Sau khi h c xong ch ọ
ng này
ệ
ườ
ộ
c khái ni m c
ậ ộ ng đ , m t đ
– Nêu đ
ị
ậ
ượ dòng đi n.ệ – V n d ng đ ậ ụ
ượ ể ả
c các đ nh lu t Ohm, ệ
ạ ấ ủ
ệ
Kirchhoff đ gi i m ch đi n. ượ c công su t c a dòng đi n, ệ
– Tính đ ồ
ngu n đi n.
NỘI DUNG
ơ ả ề
ệ
ệ
I – Các khái ni m c b n v dòng đi n
ậ
ị
II – Đ nh lu t Ohm
ị
ậ III – Đ nh lu t Kirchhoff
ấ ủ
ệ
IV – Công, công su t c a dòng đi n
ấ ủ
ồ
ệ
ệ
ấ
V – Công su t, hi u su t c a ngu n đi n
ố
ệ
ồ VI – Ghép các ngu n đi n gi ng nhau
I – CÁC K/N CƠ BẢN VỀ DÒNG ĐIỆN:
ề ủ ệ ệ 1 – Dòng đi n, chi u c a dòng đi n:
ể ờ ướ ủ ệ ng c a các đi n
ể c ề ướ là chi u chuy n
ề ủ ủ ượ ươ ệ Dòng đi n: ệ là dòng chuy n d i có h tíchChi u c a dòng đi n: ệ đ ộ đ ng c a các đi n tích d
DĐKĐ
=
I
I
dq dt
q t
ườ ộ c qui ng. =
2 – C ng đ dòng đi n:ệ
p/b đều
=
=
j
j
dI dS
n
I S n
ậ ộ ệ 3 – M t đ dòng đi n:
S Sn
+
(cid:0) (cid:0)
+
dSn
=
+
j
n q v o
I – CÁC K/N CƠ BẢN VỀ DÒNG ĐIỆN: Ví d 1:ụ
+
q
=
=
I
iả Gi
19
19
18
+
- -
Mỗi giây có 2.1018 ion dương hóa trị 2 và 4.1018 electron chạy qua đèn ống có đường kính tiết diện d = 2,0cm. Tính cường độ dòng điện và trị số trung bình của mật độ dòng điện j qua đèn. -+ q q t t 2.10 .2.1, 6.10
18 4.10 .1, 6.10
=
= 1, 28A
1
2
=
=
=
=
=
3 4, 08.10 A / m
j
2
I 2 d / 4
4I 2 d
4.1, 28 3,14.(0, 02)
I S n
p p
I – CÁC K/N CƠ BẢN VỀ DÒNG ĐIỆN: Ví d 2:ụ
Một dây chì có tiết diện S = 2mm2, có dòng điện 5A chạy qua. Tính mật độ dòng điện qua dây chì. Dây chì này có thể chịu được dòng điện tối đa là bao nhiêu, nếu mật độ dòng cho phép là 450A/cm2? Một động cơ điện có giới hạn dòng là 18A thì phải dùng dây chì có đường kính tiết diện bao nhiêu để bảo vệ động cơ?
=
=
=
=
=
=
I
.S 4,5.2 9A
j
2 2,5 (A / mm )
max
j max
5 2
2
Gi iả
I S =
I
= .S j
.
max
j max
max
=
=
=
d 4 � d
2, 26mm
p
4I max .j
4.18 3,14.4,5
max
p
ồ ệ ấ
I – CÁC K/N CƠ BẢN VỀ DÒNG ĐIỆN: ệ ộ 4 – Ngu n đi n, su t đi n đ ng:
x ơ ấ ệ ể ồ ệ c c u đ duy trì dòng đi n. Ngu n đi n:
, r + -
Pum
X
ấ ồ ủ
ả ệ ủ
*
x =
l
Su t đi n đ ng c a ngu n đi n:ệ đ c tr ng cho kh năng sinh công c a ngu n đi n, đo b ng:ằ (cid:0) (cid:0)
ệ ộ ư ặ Làm sao để ồ duy trì dòng điện lâu dài? * E d
X
= (cid:0)
A q
2cuc
II – ĐỊNH LUẬT OHM: ầ
ệ ố ớ ạ ở 1 – Đ i v i m ch đi n thu n tr :
1
s =
(cid:0) (cid:0)
= s
ạ D ng vi phân:
R
j
E
I
r
-
+
n
=
=
R
R
t
i
I
kU
ố ế Ghép n i ti p n = (cid:0)
t
i
= i 1
U R
1 R= i 1 n
I
I
I=
i
= (cid:0) = (cid:0)
i
n
R
= i 1
= r l S
U
U
i
I = (cid:0)
U U=
i
= i 1
r = r
t)
+ a 0 (1
Ghép song song 1 R
NX: ghép nt Rt tăng; ghép // Rt giảm.
=
R
t
2 nhánh // thì:
R R 1 2 + R R 1
2
II – ĐỊNH LUẬT OHM: ầ
ệ ố ớ ạ
ư ẽ ạ
-
2
3
23
ở 1 – Đ i v i m ch đi n thu n tr : Ví d : ụ cho đo n m ch nh hình v + A ạ B W
= =
20 30
R R
I
5
45
R3
R1 R2
iả = = W
M
=
=
12
R
2345
R5
R4
45
W
C
D
=
=
20
R
td
AB
2345 =
1, 2A
I 1
W
td
=
=
U
I.R
14, 4V
Gi + R R + R R 4 R .R 23 45 + R R 23 + R R 1 U = = I R
N ; R2 = 6(cid:0) ; ; R4 = 10(cid:0) ; ; UAB = 24V
CD
=
=
=
=
I
I
0, 72A
2
3
2345 14, 4 20
=
CD U R 23 = - I
I
I
I
0, 48A
R1 = 8(cid:0) R3 = 14(cid:0) R5 = 20(cid:0) a) Tính Rtđ b) Tính cđdđ qua m i Rỗ c) Tính UAM; UAN; UMN
= 2
4
5
II – ĐỊNH LUẬT OHM:
ố ớ ạ ệ 2 – Đ i v i m ch đi n kín:
, r
, r
x x
Ví d :ụ
B
A
+ -
+ -
I
I
R1 R2 R3
M
D
R
C
;
R4
=
; R2 = 30(cid:0) ; r = 2(cid:0)
; R3 = 20(cid:0) ; (cid:0) = 32V.
I
R1 = 5(cid:0) R4 = 50(cid:0)
+ R r
ệ
ỗ
ờ ộ Tính cu ng đ dòng đi n qua ở ệ m i đi n tr .
x
II – ĐỊNH LUẬT OHM:
ố ớ ạ ệ 2 – Đ i v i m ch đi n kín:
, r
x
B
A
+ -
3
23
= Gi = W R
=
25
R
I
234
50 = W R1 R2 R3
M
4
D
=
=
W
C
30
R
234
td
i:ả + R R 2 R .R 23 4 + R R 23 + R R 1 R4
=
=
= = I
1A
I 1
;
32 + 30 2 =
+ R r =
25V
I.R
U
; R2 = 30(cid:0) ; r = 2(cid:0)
; R3 = 20(cid:0) ; (cid:0) = 32V.
R1 = 5(cid:0) R4 = 50(cid:0)
234 =
CD =
0,5A
I
4
U CD R
ệ
ỗ
ờ ộ Tính cu ng đ dòng đi n qua ở ệ m i đi n tr .
CD
=
=
=
I
I
0,5A
2
3
4 U R
23
x
II – ĐỊNH LUẬT OHM:
ổ 3 – T ng quát:
=
, r
U
AB
i
i
x
B
A
+ -
x +� � I R i
i
i
I
R1 R2 R3 ế
M
D
C
R4 ủ ặ ự A đ n B, g p c c ướ ồ c thì ấ ừ ướ Đi t c: ủ ng c a ngu n nào tr ồ
; R3 ; r =
; R2 = 30(cid:0) ; R4 = 50(cid:0)
ệ ủ ề
R1 = 5(cid:0) = 20(cid:0) 2(cid:0)
; (cid:0) = 32V.
ạ ấ ấ Qui ươ d SĐĐ c a ngu n đó mang d u +; đi cùng chi u dòng đi n c a nhánh ủ nào thì CĐDĐ c a nhánh đó mang i chúng mang d u . d u +; trái l
Ví d : ụ
ơ ồ Tính UAB, UAM, UBM trong s đ hình bên
III – ĐỊNH LUẬT KIRCHHOFF:
ơ ả ệ 1 – Các khái ni m c b n:
ạ
M ch đi n ph c t p g m nhi u ầ ử ắ ố ề m c n i
ỗ ộ ộ ề
ơ ấ
ậ ợ ế ạ T p h p các nhánh liên ti p t o thành
1, r
ắ ộ ứ ạ ồ ạ ệ M ch phân nhánh: ỉ ồ nhánh, trong m i nhánh ch g m các ph n t ệ ỉ ế ti p và ch có m t dòng đi n đi theo m t chi u duy nh tấNút m ng:ạ ủ N i giao nhau c a ít nh t 3 nhánh. ạ M t m ng: m t vòng kín. x R1
1 + -
R
R2
+ -
2, r
2
x
III – ĐỊNH LUẬT KIRCHHOFF:
n
ứ ấ ậ ị 2 Đ nh lu t Kirchhoff th nh t (ĐL K1):
=
0
I
i ớ
k
= k 1
ấ (cid:0)
ướ dòng đi t Qui c: ươ ng, dòng nút là d ỏ đi ra kh i nút là âm. ổ ạ ố T ng đ i s các dòng ệ ạ ộ i m t nút b t kì đi n t ằ luôn b ng không.
ệ ổ
I1
I2
ấ
I3
ệ
I5
I
I
toi
ra
=� �
I4 =
+
+
+
I
I
I
I
3
2
5
4
I 1
ỏ ạ Hay: T ng các dòng đi n đi ớ ộ ạ t i m t nút m ng b t kì ổ ằ b ng t ng các dòng đi n đi ra kh i nút m ng đó.
ị ậ
III – ĐỊNH LUẬT KIRCHHOFF: ứ
ộ ổ ắ ấ
ở ệ ế
0
x + i
i
=� � I R i
i
i
ệ ộ ằ 3 Đ nh lu t Kirchhoff th hai (ĐL K2): ạ ố ấ ạ Trong m t m t m ng b t kì, t ng đ i s các su t ộ ả đi n đ ng và các đ gi m th trên các đi n tr luôn b ng không.
1, r
x
I1
R1
1 + -
1
Qui c:ướ
I
= IR 0
x - - R ắ M t (1):
B
A
= IR 0
1 x + 2
+ I (R r ) 1 1 1 + + r ) I (R 2 2 2
2
- ắ M t (2):
I2
R2
+ -
M t (3):
2, r
2
1
+ I (R 2
2
r ) 2
= + I (R r ) 0 1 1
1
x - - ắ x + x + 2
III – ĐỊNH LUẬT KIRCHHOFF: ệ
ậ ụ ể ả ạ 4 – V n d ng các đl Kirchhoff đ gi i m ch đi n:
Các b c:ướ
ả ị ề B1: Gi ệ đ nh chi u dòng đi n trong các nhánh.
ươ ạ ế ng trình cho nút m ng ( n u có n nút
ươ B2: Vi ế thì vi ế t các ph t (n – 1) ph ng trình ).
ế ươ ạ B3: Vi t các ph ng trình còn l ắ iạ cho m t m ng.
ế ệ ậ
ng trình và bi n lu n k t qu ( ề ượ ớ ọ ả dòng c v i chi u đã ch n trên hình
ả ệ ươ B4: Gi i h ph ề nào âm thì có chi u ng vẽ).
III – ĐỊNH LUẬT KIRCHHOFF:
5 – Ví d :ụ
ộ ệ
ủ ơ ồ ườ ng đ dòng đi n trong các nhánh c a s đ ồ ồ Tính c sau. Ngu n nào phát, ngu n nào thu?
x = 1
x = 2
1, r
I1
x
1 + -
=
6V; = W
3V; = W 1 ; R 2
r 1
r 2
I
R
B
A
Gi iả
I2
ề ệ s dòng đi n có chi u
+ -
ả ử ư Gi ẽ nh hình v .
2, r
2
x
III – ĐỊNH LUẬT KIRCHHOFF:
1, r
I1
x ị ậ
1 + -
=
I
I
I 1
2
1
Ad đ nh lu t K1: + (1) Nút A:
I
ậ ị Ad đ nh lu t K2: R
B
A
= IR 0
1
2
x - - ắ M t (1):
�
1 1I r = 2I 0 (2)
6 I 1
I2
- -
+ -
= IR 0
x + 2
2, r
2
- +
+ 2 2I r =
�
3 I
2I 0 (3)
+ 2
- ắ M t (2): x
=
ượ ả c: Gi
2, 4A
(cid:0)
2 ng
ề (cid:0)
0, 6A
(cid:0) c v i trên hình ồ ượ ớ ệ ồ
i (1), (2), (3) ta đ I 1 = - I 2 (cid:0) =(cid:0) I 1,8A Chi u dòng I v .ẽ Ngu n 2 thu đi n, ngu n 1 phát đi n.ệ
IV – CÔNG, CÔNG SUẤT CỦA DĐ:
ủ ệ ạ ạ 1 – Công c a dòng đi n trong m t đo n m ch:
+
-
=
=
R
ộ A qU UIt
ậ ị 2 – Đ nh lu t Joule Lenz:
= 2Q I Rt ộ ạ
2
2
ấ ủ ạ ệ 3 – Công su t c a dòng đi n trong m t đo n m ch:
Mạch chỉ có R
=
= P I R
=
=
P
UI
U R
A t
Mạch chỉ có máy thu
', r
= x + 'I
P
2 I r
x
+
-
I
+ -
V – C/SUẤT, HIỆU SUẤT CỦA NGUỒN ĐIỆN:
I= x
nP
ấ ủ ồ ệ 1 – Công su t c a ngu n đi n:
, r
x
+
-
I
ệ ồ
+ -
=
=
R
x ấ ủ 2 – Hi u su t c a ngu n đi n:ệ P U R = H + R r P n
ự ạ ể ạ
2
2
=
3 – ĐK đ ngu n phát ra m ch ngoài c/s c c đ i: 2 ồ 2 x x x
=
= P I R
R r=
maxP
2
R + (R r)
4r
(cid:0) khi
ư ụ
4r ị
max :
2
L u ý:
2R R 1
Luôn có 2 giá tr R tiêu th c/s P < P r=
V – C/SUẤT, HIỆU SUẤT CỦA NGUỒN ĐIỆN:
P
, r
2
x
x
+
-
I
+ -
R
4r P
R
O
rR1
R2
2
=
x
maxP
R r=
thì Khi
4r
2
=
<
Tóm i:ạ l
r=
2R R 1
P 1
P 2
P max
Khi thì
V – C/SUẤT, HIỆU SUẤT CỦA NGUỒN ĐIỆN:
, r
x
+
-
I
+ -
R
ệ
ấ ư ; R = 4 (cid:0) ộ
ng đ dđ, công su t ấ ệ
Ví d :ụ ẽ ạ Cho m ch đi n nh hình v . (cid:0) = 6V; r = 2(cid:0) ườ a) Tính c ụ ủ tiêu th c a R, c/s và hi u su t ồ ủ c a ngu n đi n.
ấ
ạ
ệ ấ ủ b) Thay R’ th y công su t c a ổ ẫ m ch ngoài v n không đ i. Tính R’. ả ồ ể
ấ ớ ấ
c) Ph i thay R = ? đ ngu n phát ra công su t l n nh t? Tính giá tr Pị max.
VI – GHÉP CÁC NGUỒN ĐIỆN GIỐNG NHAU:
ố ế 1 – Ghép n i ti p:
, r
x
+
-
I
+ -
R
R
0
(cid:0) ụ
ớ ) ng v i
ộ
x = x n b = nr 0
r b
ạ Ví d :ụ 5 c c pin lo i (3V, 0,2 ươ ố ế ẽ ươ ng đ ghép n i ti p s t ở ệ ồ m t ngu n có SĐĐ và đi n tr trong bao nhiêu?
ĐS: 15V và 1(cid:0)
VI – GHÉP CÁC NGUỒN ĐIỆN GIỐNG NHAU:
2 – Ghép song song:
, r
x
+
-
I
+ -
R
(cid:0)
R x = x b
0
ươ
ồ
ạ ụ Ví d :ụ 5 c c pin lo i (6V, 2 ) ghép ớ ộ ẽ ươ ng v i m t ng đ song song s t ở ệ ngu n có SĐĐ và đi n tr trong bao nhiêu?
=
r b
r 0 n
ĐS: 6V và 0,4(cid:0)
VI – GHÉP CÁC NGUỒN ĐIỆN GIỐNG NHAU:
ồ
ỗ ợ ố ứ 3 – Ghép h n h p đ i x ng:
, r
x
+
-
I
ố ế m ngu n n i ti p 6 4 7 4 8
+ -
�
 (cid:0) (cid:0)
R
n dãy song song
(cid:0)
(cid:0)
ạ ụ
m
R x = x b
= x 1day
0
ng
=
=
r b
Ví d :ụ 6 c c pin lo i (3V; 1,5(cid:0) ) có bao nhiêu cách ộ ố ứ ghép thành b đ i x ng? ở ệ Tính SĐĐ và đi n tr ồ ươ ủ ộ trong c a b ngu n t ươ đ ỗ ng trong m i cách đó.
r 1day soday
mr 0 n
VII – MẠCH TAM GIÁC - SAO:
A
A
rA
RC
RB
o
rB
rC
RA
B
B
C
C
(cid:0)
=
+
(cid:0)
r A
r B
+ A +
(R R
C
=
(cid:0)
R
R
AB/
AB/Y
(cid:0) (cid:0) D
=
(cid:0) (cid:0)
=
+
R
R
AC/
AC/Y
� (cid:0)
r A
r C
R )R B C + R R + A +
(cid:0) D
A (R R
C
=
R
R
BC/
BC/Y
=
+
(cid:0) (cid:0) D (cid:0) (cid:0)
r B
r C
B R )R C B + R R + B +
(cid:0)
A (R R
B R )R C A + R R
A
B
C
(cid:0)
VII – MẠCH TAM GIÁC - SAO:
A
A
rA
RC
RB
o
rB
rC
RA
B
B
C
(cid:0)
=
(cid:0)
r A
C +
R .R B + R
R
R
C
A
(cid:0)
C , RC = 3(cid:0) , rC = 1(cid:0)
(cid:0)
(cid:0)
Ví dụ: RA = 5(cid:0) thì rA = 0,6(cid:0) = = =
R
R
, RB = 2(cid:0) ; rB = 1,5(cid:0) R
R
B
C
A
=
=
=
=
r B
r A
r B
r C
C +
B R .R A + R
R
R
(cid:0)
R 3
C
A
(cid:0)
=
(cid:0)
r C
B +
(cid:0)
B R .R A + R
R
R
B
C
A
(cid:0)
R2
R1
2
1
M
TH1:
(CẦU CÂN BẰNG)
=
VIII – MẠCH CẦU: R R
R R
3
4
B
A
Khi đó: I5 = 0 và VM = VN
-
R5
+
R4
R3
ớ ậ ch p M v i N b Rỏ 5
N
R2
R2
R1
R1
M
B
B
A
M
N
A
-
-
R4
+
R3
+
R4
R3
N
c
ở ằ Ví d :ụ có 5 đi n tr b ng nhau và b ng R đ ệ ầ ạ ghép thành m ch c u. Tính R
ượ ằ ĐS: Rtđ = R
tđ
R2
R1
1
2
M
TH2:
(CẦU 0 CÂN BẰNG)
4
3
(cid:0)
B
A
-
R5
Y→
+
VIII – MẠCH CẦU: R R R R ế ổ ạ (cid:0) Bi n đ i m ch R2
R4
R3
M
rM
B
N
A
rA
R2
R1
M
Ví dụ:
R5
-
+
B
R4
A
rN
R5
-
N
+
R4
R3
N
K
ĐS: Rtđ = R = 130(cid:0)
R6
=
=
R
110
td
W
11R 13
.
R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = R6 = R =130(cid:0) ở Tính Rtđ khi K m và khi K đóng.
VIII – MẠCH CẦU:
: Ứ ở ằ ệ ầ ụ ng d ng: đo đi n tr b ng c u Wheastone
RX
R0
G
ở ầ ệ Rx: đi n tr c n đo
A
B
C
ệ ẩ ế t ở R0: đi n tr chu n, đã bi
ệ ế
I
ầ
+ -
, r
=
ế ằ ạ Di/c con ch y C đ n khi đi n ỉ ố k G ch s 0. Khi đó c u cân ỉ ố b ng. Ta có t s : x
Vậy:
AC
0
X
R
R
=
X
0
=� R
R
X
0
AC BC
R R
R R
BC
AC
BC
R R Ví dụ: AB = 100cm; AC = 25cm; R0 = 90(cid:0)
. Tính RX
ĐS: RX = 30(cid:0)
VIII – MẠCH CẦU:
VÍ DỤ: Các điện trở đều bằng R = 120(cid:0)
. Tính Rtđ khi dđ:
B
B
A
2
A
2
7
6
O
1
3
1
3
5
8
5
4
4
C
D
C
D
=
R
AC
R=
ACR
2R 3
=
=
R
R
AB
AB
a) Vào A ra C a) Vào A ra C
8R 15
=
R
=
BD
b) Vào A ra B b) Vào A ra B
R
AO
5R 8 R 2
7R 15
c) Vào B ra D c) Vào A ra O
BÀI TẬP
. ẽ , R1 = R2 = 5(cid:0) , RA = 0(cid:0)
I1
ạ ạ ư VÍ DỤ: Cho đo n m ch nh hình v : E1 = 3V, E2 = 6V, r1 = r2 = 1(cid:0) E2, r2
a) Tính số chỉ của ampe kế và
A
B
UBD.
I
1
I2
E1, r1
A
