Khi ghép hai nguồn điện giống nhau mắc song song thì điện trở trong của bộ nguồn sẽ
|
I. Đoạn mạch chứa nguồn điện Show Đối với đoạn mạch chứa nguồn điện có chiều từ cực dương và tới cực âm. Tương tự hệ thức 9.3 ở bài trước ta có hệ thức liên hệ giữa hiệu điện thế UAB, cường độ dòng điện I và các điện trở r, R:  UAB = -ξ + I(r+R) (10.1) Hay I = (ξ -UAB)/ (R+r) = (ξ - UAB)/RAB. Trong đó RAB = r+ R là điện trở tổng của đoạn mạch. Nếu đi theo chiều này trên đoạn mạch h10.2a mà gặp cực dương của nguồn điện trước thì suất điện động ξ được lấy với giá trị dương, dòng điện có chiều từ B tới A ngược chiều với hiệu điện thế thì tổng độ giảm thế I(R+r) được lấy giá trị âm. II. Ghép các nguồn điện thành bộ. Có thế ghép các nguồn điện thành bộ theo một trong các cách sau đây. 1. Bộ nguồn nối tiếp Bộ nguồn nối tiếp là bộ nguồn gồm các nguồn điện được ghép nối tiếp với nhau. Trong đó cực âm của nguồn điện trước được nối với cực dương của nguồn điện tiếp sau để thành một dãy liên tiếp. Như vậy A là cực dương, B là cực âm của bộ nguồn. Ta có UAB = UAM + UMN + … + UQB do đó. ξb= ξ1 + ξ2 + …+ ξn (10.3) Suất điện động của bộ nguồn được ghép nối tiếp bằng tổng các suất điện động của các nguồn có trong bộ. Điện trở trong rb bẳng tổng các điện trở trong của các nguồn có trong bộ: rb = r1 + r2 + … + rn (10.4) 2. Bộ nguồn song song. Khi các nguồn giống nhau có cực dương nối với nhau, cực âm nối với nhau gọi là nối song song, Khi mạch hở hiệu điện thế UAB bằng suất điện động của mỗi nguồn và bằng suất điện động của bộ, và điện trở trong của bộ nguồn điện là tương đương của n điện trở r mắc song song, Do đó: ξb = ξ; rb = r/n (10.5) 3. Bộ nguồn mắc hỗn hợp đối xứng. ξb = mξ; rb = mr/n Với n là dãy song song, m là số nguồn của mỗi dãy. Đáp án và giải thích chính xác câu hỏi trắc nghiệm “Việc ghép song song các nguồn điện giống nhau thì?” cùng với kiến thức lý thuyết liên quan là tài liệu hữu ích môn Vật lí 11 dành cho các bạn học sinh và thầy cô giáo tham khảo. Trắc nghiệm: Việc ghép song song các nguồn điện giống nhau thì?A. có được bộ nguồn có suất điện động lớn hơn các nguồn có sẵn. B. có được bộ nguồn có suất điện động nhỏ hơn các nguồn có sẵn C. có được bộ nguồn có điện trở trong nhỏ hơn các nguồn có sẵn. D. có được bộ nguồn có điện trở trong bằng điện trở mạch ngoài. Trả lời: Đáp án đúng: C. có được bộ nguồn có điện trở trong nhỏ hơn các nguồn có sẵn. Việc ghép song song các nguồn điện giống nhau thì có được bộ nguồn có điện trở trong nhỏ hơn các nguồn có sẵn. Giải thích: Khi mắc song song các nguồn điện giống nhau, ta có: - Suất điện động bộ nguồn:Eb=E - Điện trở trong bộ nguồn:rb=r/n Cùng Top lời giải hoàn thiện hơn hành trang tri thức của mình qua bài tìm hiểu về cách mắc các nguồn điện thành bộ dưới đây nhé! Kiến thức tham khảo về cách mắc các nguồn điện thành bộ1. Dòng điện là gì?- Hiểu một cách đơn giản, dòng điện là dòng di chuyển có hướng của các hạt điện tích dương. Thông thường trongmạch điệnsử dụng dây dẫn kim loại, các hạt electron với điện tính âm sẽ di chuyển ngược chiều so với đường truyền điện. - Dựa vào những thông tin được tổng hợp từ nhiều nguồn khác nhau, dưới đây là một số mốc quan trọng trong quá trình hình thành và phát triển của dòng điện. - Theo ghi chép từ những năm 600 trước công nguyên, những người Hy Lạp cổ đã phát hiện ra rằng việc cọ xát hổ phách có thể tạo thành lực hút tác động lên những mảnh giấy vụn. Đây được coi là những phát hiện đầu tiên có liên quan đến dòng điện. - Năm 1672 Otto Fon Gerryk nhận thấy sự thay đổi của hiện tượng tích điện khi để tay sát vào quả cầu bằng lưu huỳnh khi đang quay. - Năm 1729 là thời điểm ông Stefan đưa ra khẳng định về một số chất, kim loại có khả năng dẫn điện và cách điện ví dụ như thủy tinh, hổ phách, sáp,… - Cho đến năm 1733 một người Pháp có tên là Duy Phey đưa ra khẳng định về những vật tích điện âm và tích điện dương. Tiếp theo đó Bedzamin Franklin cũng là người đầu tiên thử đưa ra những giải thích về dòng điện. - Kế thừa những thành tựu được công nhận từ trước đó, năm 1880 Alessandro Volta thành công cho ra mắt sáng chế pin điện. Nó được coi như cột mốc thúc đẩy sự phát triển về sau này. 2. Nguồn điện là gìa. Định nghĩa: Nguồn điện là các thiết bị điện có khả năng cung cấp dòng điện lâu dài cho thiết bị sử dụng điện hoạt động. Mỗi nguồn điện sẽ có 2 cực là cực âm (-) và cực dương (+). Các thiết bị được coi là nguồn điện đó là pin, ắc quy, máy phát điện,… b. Kí hiệu:(ξ ; r)Trong đó: + ξ là suất điện động của nguồn + r là điện trở trong của nguồn c. Suất điện động của nguồn Bên trong nguồn điện có lực là thực hiện công để tách các điện tích âm và điện tích dương trong nguồn tạo thành hai điện cực.Lực lạ thực hiện một công là A.Khi đó,đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện được gọi là suất điện động của nguồn điện.Nó chính là công của lực lạ khi di chuyển một điện tích dương q bên trong nguồn từ cực âm sang cực dương. 3. Đoạn mạch chưa nguồn điệnĐối với đoạn mạch chứa nguồn điện có chiều từ cực dương và tới cực âm. Tương tự hệ thức 9.3 ở bài trước ta có hệ thức liên hệ giữa hiệu điện thế UAB, cường độ dòng điện I và các điện trở r, R: UAB= -ξ + I(r+R) Hay I = (ξ -UAB)/ (R+r) = (ξ - UAB)/RAB. Trong đó RAB= r+ R là điện trở tổng của đoạn mạch. Nếu đi theo chiều này trên đoạn mạch h20.2a mà gặp cực dương của nguồn điện trước thì suất điện động ξ được lấy với giá trị dương, dòng điện có chiều từ B tới A ngược chiều với hiệu điện thế thì tổng độ giảm thế I(R+r) được lấy giá trị âm. 3. Ghép các nguồn điện thành bộa. Bộ nguồn nối tiếp Bộ nguồn nối tiếp là bộ nguồn gồm các nguồn điện được ghép nối tiếp với nhau. Trong đó cực âm của nguồn điện trước được nối với cực dương của nguồn điện tiếp sau để thành một dãy liên tiếp. Như vậy A là cực dương, B là cực âm của bộ nguồn. - Suất điện động của bộ nguồn ghép nối tiếp bằng tổng các suất điện động của các nguồn có trong bộ: Eb=E1+E2+...+En - Điện trở trong rbcủa bộ nguồn điện ghép nối tiếp bằng tổng các điện trở trong của các nguồn có trong bộ: rb=r1+r2+...+rn b. Bộ nguồn song song Các nguồn điện mà các cực dương được nối bằng dây dẫn vào một điểm và các cực âm được nối vào điểm khác là bộ nguồn ghép song song Bộ nguồn mắc song song: 4. Tác dụng của bộ nguồnTrong xã hội điện hiện nay là một năng lượng không thế thiếu, chúng hỗ trợ cho quá trình làm việc, sản xuất, sinh hoạt…. Cùng với sự phát triển của nhân loại, sự phát triển công nghệ đã góp phần kết nói con người lại gần nhau hơn, Ngày nay nhu cầu sử dụng điện đang dần tăng mạnh, sự thiếu hụt nguồn điện đã được nhà nước cảnh báo về tình trạng thiếu hụt tài nguyên điện, các nhà máy thủy điên, nhiệt điện hiện nay đang quá tải. Trong khi các hộ dân, nhà máy, lượng đèn điện tiêu thụ ngày càng tăng Để khắc phục sự cố điện cũng không phải khó, do quá trình quá tải điện, chập cháy, chúng sẽ gây ra những hậu quả mất điện đột ngột, những sự cố này sẽ làm cho thiết bị hỏng ngay lập tức hoặc sẽ bị hỏng dần dần. Vì vậy chúng ta cần có thiết bị giúp ổn định nguồn điện, và đặc biệt tránh tối đa sự cố mất điện đột ngột, dẫn đến hỏng thiết bị
Khi giải các bài tập về nguồn điện chúng ta thường gặp các đoạn mạch chứa nguồn điện, một hoặc nhiều bộ nguồn điện được ghép nối tiếp, song song hoặc hỗn hợp đối xứng.
Vậy đối với mạch có nhiều bộ nguồn điện được ghép nối tiếp, ghép song song hay ghép hỗn hợp đối xứng thì công thức và cách tính hiệu điện thế hay suất điện động, cường độ dòng điện và điện trở như thế nào? chúng ta cùng tìm hiểu chi tiết qua bài viết dưới đây. I. Đoạn mạch chứa nguồn điện (nguồn phát điện) Bạn đang xem: Ghép các nguồn điện thành bộ, bộ nguồn ghép nối tiếp, song song và hỗn hợp đối xứng – Vật lý 11 bài 10 – Hiệu điện thế UAB giữa hai đầu A và B của đoạn mạch, trong đó A nối với cực dương của nguồn điện: UAB = ξ – I(r + R). * Ví dụ (câu C3 trang 56 SGK Vật lý 11): Hãy viết hệ thức tính UBA đối với đoạn mạch và tính hiệu điện thế này khi cho biết E (hay ξ) = 6V; I = 0,5A; r = 0,3Ω; và R = 5,7Ω. ° Lời giải câu C3 trang 56 SGK Vật lý 11: – Áp dụng định luật ôm cho đoạn mạch: ⇒ UBA = I.(r + R) – E – Vận dụng với: E = 6V; I = 0,5A; r = 0,3ω và R = 5,7ω – Ta có: UBA = 0,5.(0,3 + 5,7) – 6 = -3(V). II. Ghép các nguồn điện thành bộ 1. Bộ nguồn ghép nối tiếp – Bộ nguồn nối tiếp là bộ nguồn gồm các nguồn điện (ξ1, r1), (ξ2, r2),…, (ξn, rn), được ghép nối tiếp với nhau, trong đó cực âm của nguồn điện trước được nối bằng dây dẫn với cực dương của nguồn điện tiếp sau để thành một dãy liên tiếp. – Suất điện động của n bộ nguồn nối tiếp bằng tổng các suất điện động của các nguồn điện có trong bộ: ξb = ξ1 + ξ2 +…+ ξn. – Điện trở trong r của n bộ nguồn nối tiếp bằng tổng các điện trở trong của các nguồn có trong bộ: rb = r1 + r2 +…+ rn. 2. Bộ nguồn ghép song song – Bộ nguồn song song là bộ nguồn gồm n nguồn điện giống nhau được ghép song song với nhau, trong đó nối cực dương của các nguồn vào cùng một điểm A và nối cực âm của các nguồn vào cùng điểm B. 3. Bộ nguồn ghép hỗn hợp đối xứng – Bộ nguồn hỗn hợp đối xứng là bộ nguồn gồm n dãy ghép song song với nhau, mỗi dãy gồm m nguồn điện giống nhau ghép nối tiếp như sau: – Với n là số dãy song song, m là số nguồn của mỗi dãy. III. Bài tập vận dụng về bộ nguồn ghép nối tiếp, song song hay hỗn hợp đối xứng. * Bài 1 trang 58 SGK Vật Lý 11: Dòng điện chạy qua đoạn mạch chứa nguồn điện có chiều như thế nào? ° Lời giải bài 1 trang 58 SGK Vật Lý 11: – Dòng điện này có chiều đi ra từ cực dương và đi vào cực âm của nguồn. * Bài 2 trang 58 SGK Vật Lý 11: Trình bày các mối quan hệ đối với đoạn mạch chứa nguồn điện ° Lời giải bài 2 trang 58 SGK Vật Lý 11: – Xét một đoạn mạch chứa nguồn điện như hình sau: – Trong đó dòng điện có chiều từ B đến A; – RAB là điện trở toàn phần trên đoạn mạch AB. – Các mối quan hệ giữa cường độ dòng điện I, hiệu điện thế UAB, suất điện động E (hay ξ) là:
* Bài 3 trang 58 SGK Vật Lý 11: Trình bày cách ghép các nguồn điện thành bộ nguồn nối tiếp và thành bộ nguồn song song. Trong từng trường hợp hãy viết công thức tính suất điện động của bộ nguồn và điện trở trong của nó. ° Lời giải bài 3 trang 58 SGK Vật Lý 11: ♦ Bộ nguồn nối tiếp gồm các nguồn (ξ1; r1), (ξ2; r2),…, (ξn; rn) ghép nối tiếp bằng cách ghép cực âm của nguồn điện trước được nối bằng dây dẫn với cực dương của nguồn điện tiếp sau tạo thành một dãy liên tiếp. – Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn : ξb = ξ1 + ξ2 +…+ ξn rb = r1 + r2 +…+ rn – Trường hợp bộ nguồn gồm n nguồn giống nhau có cùng suất điện động ξ và điện trở trong r ghép nối tiếp thì : ξb= n.ξ và rb = n.r ♦ Bộ nguồn song song là bộ nguồn n nguồn giống nhau, trong đó cực dương của các nguồn được nối với một điểm A và cực âm của các nguồn được nối vào cùng một điểm B. – Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn : ξb= ξ và * Bài 4 trang 58 SGK Vật Lý 11: Một ắc quy có suất điện động và điện trở trong là ξ = 6V và r = 0,6Ω .Sủa dụng ắc quy này để thắp sáng bóng đèn có ghi 6V-3W. Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch và hiệu điện thế giữa hai cực của ắc quy khi đó. ° Lời giải bài 4 trang 58 SGK Vật Lý 11: – Ta có: Điện trở của bóng đèn: – Cường độ dòng điện chạy trong mạch:
– Xét đoạn mạch AB chứa nguồn (ξ, r) ta có: ⇒ Hiệu điện thế giữa hai cực của Ắc quy: – Kết luận: I = 0,476(A) ; U = 5,714(V). * Bài 5 trang 58 SGK Vật Lý 11: Hai nguồn điện có suất điện động và điện trở trong lần lượt là ξ1 = 4,5V, r1 = 3Ω; ξ2 = 3V; r2 = 2Ω. Mắc hai nguồn điện thành mạch điện kín như sơ đồ hình 10.6. Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch và hiệu điện thế UAB. ° Lời giải bài 5 trang 58 SGK Vật Lý 11: – Để ý ta thấy đây là bộ nguồn mắc nối tiếp, nên sật điện động và điể trở của bộ nguồn là: ξb = ξ1 + ξ2 = 4,5 + 3 = 7,5(V). rb = r1 + r2 = 3 + 2 = 5(Ω). ⇒ Cường độ dòng điện chạy trong mạch là: – Hiệu điện thế UAB trong trường hợp này là: UAB = ξ2 – I.r2 = ξ1 – I.r1 = 4,5 – 1,5.3 = 0(V). * Bài 6 trang 58 SGK Vật Lý 11: Trong mạch điện có sơ đồ hình dưới, hai pin có cùng suất điện động ξ = 1,5V và điện trở trong r = 1Ω. Hai bóng đèn giống nhau có cùng số ghi trên đèn là 3V – 0,75W. Cho rằng điện trở của các đèn không thay đổi theo nhiệt độ. b) Tính hiệu suất của bộ nguồn. c) Tính hiệu điện thế giữa hai cực của mỗi pin. d) Nếu tháo bớt một đèn thì đèn còn lại có công suất tiêu thụ điện năng là bao nhiêu? ° Lời giải bài 6 trang 58 SGK Vật Lý 11: – Từ thông số của bóng đèn, ta có, hiệu điện thế định mức của bóng đèn là Uđm = 3(V) và cống suất định mức cả bóng là Pđm = 0,75(w) ⇒ Điện trở của mỗi bóng đèn: – Vì 2 đèn mắc song song nên ta có điện trở tương đương (điện trở mạch ngoài): – Do 2 nguồn điện được mắc nối tiếp nên ta có, công thức tính suất điện động và điện trở trong là: ξb = ξ1 + ξ2 = 2ξ = 2.1,5 = 3(V) rb = r1 + r2 = 2r = 2.1 = 2(Ω). ⇒ Cường độ dòng điện chay qua mạch chính là: ⇒ Hiệu điện thế đặt vào 2 đầu mỗi bóng đèn là: – Theo bài ra, hiệu điện thế định mức của đèn: Uđm = 3(V) > Uđ = 2,25(V). ⇒ Các đèn sáng yếu hơn mức bình thường. b) Hiệu suất của bộ nguồn: c) Hiệu điện thế giữa 2 cực của mỗi pin là: U1 = U2 = ξ1 – I.r1 = 1,5 – 0,375.1 = 1,125(V). d) Nếu tháo bớt 1 bóng đèn thì điện trở mạch ngoài là R1 = 12(Ω). ⇒ Dòng điện trong mạch khi đó là: ⇒ Công suất tiêu thụ của đèn: Pđ = I’2.R1 = 0,2142.12 = 0,55(w). Hy vọng với bài viết về lý thuyết ghép các nguồn điện thành bộ, bộ nguồn ghép nối tiếp, song song và hỗn hợp đối xứng công thức và bài tập ở trên giúp ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để HayHocHoi.Vn ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt. ¤ Xem thêm các bài viết khác tại: Đăng bởi: THPT Sóc Trăng Chuyên mục: Giáo Dục |
