Định luật ôm với toàn mạch – Môn Lí lớp 11

0
44

1. Định luật Ôm với toàn mạch

Hệ thức liên hệ giữa hiệu điện thế mạch ngoài Uvà cường độ dòng điện chạy qua mạch kín là: UN = Uo = aI = ξ – aI  (1)

Trong đó:

a: Hệ số tỉ lệ dương;

Uo: giá trị nhỏ nhất của hiệu điện thế mạch ngoài và bằng suất điện động của nguồn điện.

Áp dụng định luật Ôm cho mạch ngoài chỉ chứa điện trở tương đương RN, ta có:

UN  = UAB = IRN  (2)

Độ giảm điện thế là tích của cường độ dòng điện và điện trở mạch ngoài. Tích IRN còn được gọi là độ giảm điện thế mạch ngoài.

Từ (1) và (2) hệ thức ở trên, ta có :

ξ = UN + aI = I(R+ a)

=> a cũng có đơn vị của điện trở. Đối với toàn mạch, R là điện trở tương đương của mạch ngoài, vì vậy a là điện trở mạch trong của nguồn điện.

Do đó: ξ = I(RN + r) = IR+ Ir        (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 (3), suy ra:

UN= IRN = ξ – Ir             (4)

I  = ξ/ (RN + r)                 (5)

Điện trở trong toàn phần của mạch điện kín là tổng R+ r chính là tổng điện trở tương đương RN của mạch ngoài và điện trở r của nguồn điện.

Định luật ôm được biểu thị bởi hệ thức (5), 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.

2. Nhận xét

  • Hiện tượng đoản mạch

Từ hệ thức (5) cường độ dòng điện chạy trong mạch kín đạt giá trị lớn nhất nếu điện trở RN­ của mạch ngoài không đáng kể ( R), nghĩa là khi hai cực của nguồn điện bằng dây dẫn có điện trở rất nhỏ, ta nói rằng nguồn điện bị đoản mạch lúc đó: I = ξ/ r     (6)

  • Định luật ôm với toàn mạch, định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng:

Theo công thức (5), công của nguồn điện sản xuất ra trong mạch điện kín khi có dòng điện không đổi có cường độ I chạy qua trong thời gian t là: A = ξIt    (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              (8)

Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng, ta có A = Q, từ các công thức (7) và (8), ta có các hệ thức (4) và (5):  ξ = I(RN + r) và I = ξ / (R+ r)

=> Định luật ôm với toàn mạch phù hợp với định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng.

  • Hiệu suất của nguồn điện:

Từ các hệ thức trên, ta 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.

=> Công thức tính hiệu suất của nguồn điện là:

Bình luận Facebook
Định luật ôm với toàn mạch – Môn Lí lớp 11
Đánh giá bài viết

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here