Hiệu điện thế và cường độ dòng điện trong mạch song song

I – ĐOẠN MẠCH MẮC NỐI TIẾP

- Đoạn mạch mắc nối tiếp thì hai dụng cụ đo có 1 điểm chung

Ví dụ:

- Cường độ dòng điện và hiệu điện thế của đoạn mạch mắc nối tiếp:

+ Cường độ dòng điện: \(I = {I_1} = {I_2} = ... = {I_n}\)

+ Hiệu điện thế: \(U = {U_1} + {U_2} + ... + {U_n}\)

Bài tập ví dụ:

Mắc ba bóng đèn nối tiếp nhau vào hiệu điện thế \(12V\). Hiệu điện thế hai đầu bóng đèn thứ nhất là \(2V\), hiệu điện thế hai đầu bóng đèn thứ hai là \(4V\). Hiệu điện thế hai đầu bóng đèn thứ 3 có giá trị là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải:

Vì mạch điện mắc nối tiếp nên ta có: \(U = {U_1} + {U_2} + {U_3}\)

Ta suy ra: \({U_3} = U - \left( {{U_1} + {U_2}} \right)\)

Theo đề bài, ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}U = 12V\\{U_1} = 2V\\{U_2} = 4V\end{array} \right. \to {U_3} = 12 - \left( {2 + 4} \right) = 6V\)  

II – ĐOẠN MẠCH MẮC SONG SONG

- Đoạn mạch song song thì hai dụng cụ đo có 2 điểm chung

Ví dụ:

- Cường độ dòng điện và hiệu điện thế của đoạn mạch mắc song song:

+ Cường độ dòng điện: \(I = {I_1} + {I_2} + ... + {I_n}\)

+ Hiệu điện thế: \(U = {U_1} = {U_2} = ... = {U_n}\)

Bài tập ví dụ:

Cho mạch điện gồm 2 đèn Đ1 và Đ2 mắc song song vào nguồn điện \(6V\). Biết cường độ dòng điện qua đèn Đ1 là \(0,35A\) , cường độ dòng điện trong mạch chính là \(0,5A\). Tính

a. Hiệu điện thế giữa hai đầu đèn Đ­1 và hai đầu đèn Đ2

b. Cường độ dòng điện qua đèn Đ2

Hướng dẫn giải:

a. Ta có hai đèn mắc song song suy ra hiệu điện thế trên đèn 1 bằng hiệu điện thế trên đèn 2 và bằng hiệu điện thế của nguồn: \(U = {U_1} = {U_2} = 6V\)

Vậy hiệu điện thế giữa hai đầu đèn Đ1 là \(6V\), hiệu điện thế giữa hai đầu đèn Đ2 là \(6V\)

b. Ta có cường độ dòng điện trong mạch chính: \(I = {I_1} + {I_2}\)

Ta suy ra, cường độ dòng điện qua đèn Đ2: \({I_2} = I - {I_1} = 0,5 - 0,35 = 0,15A\)

Vậy cường độ dòng điện qua đèn Đ2 là \(0,15A\)

Trong đoạn mạch gồm 2 bóng đèn mắc song song thì cường độ dòng điện chạy qua mạch bằng tổng cường độ dòng điện chạy qua các mạch nhánh (I=I1+I2) còn hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch bằng hiệu điện thế giữa 2 đầu mối mạch rẽ (U=U1=U2).

Vậy đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song thì Cường độ dòng điện và Hiệu điện thế trên đoạn mạch song song này được tính thế nào? Chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

I. Cường độ dòng diện và Hiệu điện thế trong đoạn mạch mắc song song

1. Trong đoạn mạch gồm 2 bóng đèn mắc Song song (nội dung Vật lý lớp 7) thì:

– cường độ dòng điện (I) chạy qua mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện chạy qua các mạch nhánh (mạch rẽ): I=I1+I2.

– Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch bằng hiệu điện thế giữa 2 đầu mối mạch nhánh (mạch rẽ): U=U1=U2.

2. Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song

* Câu C1 trang 14 SGK Vật Lý 9: Quan sát sơ đồ mạch điện như hình 5.1 (SGK) và cho biết các điện trở R1, R2 được mắc với nhau như thế nào. Nêu vai trò của vôn kế và ampe kế trong sơ đồ đó.

sơ đồ mạch điện mắc song song hình 5.1 sgk vật lý 9

* Hướng dẫn giải Câu C1 trang 14 SGK Vật Lý 9: 

° Sơ đồ mạch điện hình 5.1 SGK cho biết:

– R1 được mắc song song với R2. Ampe kế đo cường độ dòng điện chạy trong mạch chính.

– Vôn kế đo hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở, đồng thời là hiệu điện thế của cả – mạch.

* Câu C2 trang 14 SGK Vật Lý 9: Hãy chứng minh rằng đối với một 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:

* Hướng dẫn giải câu C2 (trang 14 SGK Vật Lý 9):

– Ta có: U1 = I1R1 và U2 = I2R2.

– Mạt khác, hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch song song bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đoạn mạch rẽ: U = U1 = U2

⇒ U = I1R1 = I2R2

 (Đpcm).

II. Điện trở tương đương trong mạch điện song song

1. Điện trở tương đương

– Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở R1 , R2 mắc song song là:

* Câu C3 trang 15 SGK Vật Lý 9: Hãy chứng minh công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm 2 điện trở mắc song song là:

 từ đó suy ra: 

* Hướng dẫn giải câu C3 trang 14 SGK Vật Lý 9:

– Ta có: 

– Mặt khác, đối với mạch mắc song song: I = I1 + I2, nên:

– Lại có, đối với mạch mắc song song: U = U1 = U2, nên:

 (ở đây R≡Rtđ).

• Kết luận:

– Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song thì nghịch đảo của điện trở của điện trở tương đương bằng tổng các nghịch đảo của các điện trở thành phần.

– Cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở tỉ lệ ngịch với điện trở đó: 

• Lưu ý:

 – Vôn kế có điện trở R 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 (1/Rv).

III. Vận dụng tính Cường độ dòng điện, Hiệu điện thế, Điện trở trong mạch điện song song

* 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: —(M)—

– Nếu đèn không hoạt động thì quạt có hoạt động không? Vì sao?

* Hướng dẫn giải Câu C4 trang 15 SGK Vật Lý 9:

– Đèn và quạt được mắc song song vào nguồn 220V để chúng hoạt động bình thường.

– 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).

Sơ đồ điện trở mắc song song hình 5.2a

Bạn đang xem: Vật lý 9 bài 5: Cường độ dòng điện (I), Hiệu điện thế (U) và Điện trở (R) trong Mạch điện Song Song

– Tính điện trở tương đương của đoạn mạch đó.

– 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?

Sơ đồ điện trở mắc song song hình 5.2b

– So sánh điện trở đó với mỗi điện trở thành phần

* Hướng dẫn giải câu C5 trang 16 SGK Vật Lý 9:

– Ta có: 

– Điện trở tương đường của đoạn mạch là:

⇒ Điện trở tương đương Rtđ  nhở hơn mỗi điện trở thành phần.

Hy vọng với bài viết về Cường độ dòng điện (I), Hiệu điện thế (U) và Điện trở (R) trong Mạch điện Song Song giúp ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để THPT Sóc trăng ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.

Đăng bởi: THPT Sóc Trăng

Chuyên mục: Giáo Dục

Bản quyền bài viết thuộc trường THPT thành Phố Sóc Trăng. Mọi hành vi sao chép đều là gian lận!

Nguồn chia sẻ: Trường THPT Sóc Trăng (thptsoctrang.edu.vn)