Cách xác định đèn sáng như thế nào
I. Những lưu ý trong phương pháp giải toán toàn mạch
1. Toàn mạch là mạch điện gồm một nguồn điện có suất điện động ξ và điện trở trong r, hoặc gồm nhiều nguồn điện được ghép thành bộ nguồn có suất điện động ξb, điện trở trong rb và mạch ngoài gồm những điện trở. → Cần phải nhận dạng loại bộ nguồn và vận dụng công thức tương ứng để tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn. 2. Mạch ngoài của toàn mạch hoàn toàn có thể là những điện trở hoặc những vật dẫn được coi như những điện trở ( ví dụ như những bóng đèn dây tóc ) thông suốt hai cực của nguồn điện. → Cần phải nhận dạng và nghiên cứu và phân tích xem những điện trở này được mắc với nhau như thế nào ( tiếp nối đuôi nhau hay song song ). Từ đó vận dụng định luật Ôm so với từng loại đoạn mạch tương ứng cũng như tính điện trở tương tự của mỗi đoạn mạch và của mạch ngoài. 3. Áp dụng định luật Ôm so với toàn mạch để tính cường độ dòng điện mạch chính, suất điện động của nguồn điện hay của bộ nguồn, hiệu điện thế mạch ngoài, công và hiệu suất của nguồn điện, điện năng tiêu thụ của một đoạn mạch, … mà bài toán nhu yếu. 4. Các công thức cần sử dụng : 
II. Bài tập ví dụ một số dạng toán toàn mạch
* Bài tập 1: Một mạch điện có sơ đồ như hình vẽ, trong đó nguồn điện có suất điện động E = 6 V và có điện trở trong r = 2Ω, các điện trở R1= 5Ω, R2 = 10Ω và R3= 3 Ω.
b ) Tính cường độ dòng điện I chạy qua nguồn điện và hiệu điện thế mạch ngoài U. c ) Tính hiệu điện thế U1 giữa hai đầu điện trở R1.
° Hướng dẫn giải:
– Mạch gồm 3 điện trở mắc tiếp nối đuôi nhau ( R1 tiếp nối đuôi nhau R2 tiếp nối đuôi nhau R3 ). a ) Điện trở mạch ngoài là : RN = R1 + R2 + R3 = 5 + 10 + 3 = 18 ( Ω ). b ) Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch, ta có : – Cường độ dòng điện chạy qua nguồn điện là : ⇒ Hiệu điện thế mạch ngoài là : U = I.RN = 0,3. 18 = 5,4 ( V ). c ) Áp dụng định luật Ôm, hiệu điện thế giữa 2 đầu điện trở R1 là : U1 = I.R 1 = 0,3. 5 = 1,5 ( V ).
* Bài tập 2: Một mạch điện có sơ đồ như hình vẽ, trong đó nguồn điện có suất điện động E = 12,5 V và có điện trở trong r = 0,4 Ω; bóng đèn Đ1 có ghi số 12V – 6W ; bóng đèn Đ2 loại 6 V – 4,5 W; Rb là một biến trở.
a ) Chứng tỏ rằng khi kiểm soát và điều chỉnh biến trở Rb có trị số là 8 Ω thì những đèn Đ1 và Đ2 sáng bình thường. b ) Tính hiệu suất Png và hiệu suất H của nguồn điện khi đó.
° Hướng dẫn giải:
– Mạch gồm Đ1 song song ( Rb tiếp nối đuôi nhau Đ2 ) hay viết gọn Đ1 / / ( Rb nt Đ2 ). a ) Điện trở của mỗi đèn là : – Khi Rb = 8 ( Ω ) thì ta có : R2b = R2 + Rb = 8 + 8 = 16 ( Ω ) ⇒ Điện trở tương tự của mạch khi đó là : ⇒ Hiệu điện thế mạch ngoài là : UN = I.RN = 1,25. 9,6 = 12 ( V ). ⇒ Cường độ dòng điện trong mạch chính là :– Cường độ dòng điện trong mỗi nhánh là : – Cường độ dòng điện qua mỗi đèn là : IĐ1 = I1 = 0,5 ( A ). IĐ2 = I2b = 0,75 ( A ). – Cường độ dòng điện định mức qua mỗi đèn là :
– Như vậy ta thấy khi Rb = 8 ( Ω ) thì cường độ dòng trong thực tiễn qua mỗi bóng đèn bằng với cường độ định mức của mỗi bóng, do đó những đèn sáng bình thường. b ) Công suất của nguồn điện khi đó là Png = ξ. I = 12,5. 1,25 = 15,625 ( W ). ⇒ Hiệu suất là H = ( Un / ξ ). 100 % = ( 12/12, 5 ). 100 % = 0,96. 100 % = 96 %.
* Bài tập 3: Có tám nguồn điện cùng loại với cùng suất điện động E = 1,5 V và điện trở trong r = 1 Ω. Mắc các nguồn này thành bộ nguồn hỗn hợp đối xứng gồm hai dãy song song để thắp sáng bóng đèn loại 6V – 6W.
Coi rằng bóng đèn có điện trở như khi sáng bình thường. a ) Vẽ sơ đồ mạch điện kín gồm bộ nguồn và bóng đèn mạch ngoài. b ) Tính cường độ I của dòng điện thực sự chạy qua bóng đèn và hiệu suất điện P. của bóng đèn khi đó. c ) Tính hiệu suất Pb của bộ nguồn, hiệu suất Pi của mỗi nguồn trong bộ nguồn và hiệu điện thế Ui giữa hai cực của mỗi nguồn đó.
° Hướng dẫn giải:
a ) Vẽ sơ đồ mạch điện gồm hai dãy mắc song song, mỗi dãy gồm có 4 nguồn điện mắc tiếp nối đuôi nhau như sau :– Điện trở trong của bộ nguồn điện là :– Điện trở của bóng đèn là :– Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch, ta có cường độ dòng điện chạy qua đèn là :
– Công suất của bóng đèn là: P = I2.R = (0,75)2.6 = 3,375 (W).
c ) Công suất của bộ nguồn là : Png = ξ. I = 6.0,75 = 4,5 ( W ) ; – Do những nguồn giống nhau nên hiệu suất của mỗi nguồn là : Pi = Png / 8 = 4,5 / 8 = 0,5625 ( W ) ; – Cường độ dòng điện qua mỗi nguồn là : Ii = I / 2 = 0,75 / 2 = 0,375 ( A ). ⇒ Hiệu điện thế Ui giữa hai cực của mỗi nguồn : Ui = ξ – I.r = 1,5 – 0,375. 1 = 1,125 ( V ).
III. Một số Bài tập vận dụng phương pháp giải bài toán toàn mạch
* Bài 1 trang 62 SGK Vật Lý 11: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 11.3, trong đó nguồn điện có suất điện động E = 6V và có điện trở trong không đáng kể. Các điện trở R1 = R2 = 30Ω, R3 = 7,5Ω:
b ) Tính cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở mạch ngoài.
° Lời giải bài 1 trang 62 SGK Vật Lý 11:
a ) Các điện trở mạch ngoài được mắc song song nhau ( R1 / / R2 / / R3 ), ta có : b ) Do nguồn điện có điện trở trong không đáng kể và 3 điện trở mắc sóng tuy nhiên nên hiệu điện thế hai đầu nguồn điện và mỗi điện trở là : U1 = U2 = U3 = U = ξ = 6V. ⇒ Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở : – Kết luận : a ) RN = 5 Ω ; I1 = 0,2 A ; b ) I2 = 0,2 A ; I3 = 0,8 A ;
* Bài 2 trang 62 SGK Vật Lý 11: Cho mạch điện có sơ đồ như hình dưới, trong đó các ắc quy có suất điện động ξ1 = 12V; ξ2 = 6V và có điện trở không đáng kể. Các điện trở R1 = 4Ω; R2 = 8Ω
b ) tính hiệu suất tiêu thụ điện của mỗi điện trở. c ) Tính hiệu suất của mỗi ắc quy và nguồn năng lượng mà mỗi ắc quy phân phối trong 5 phút.
° Lời giải bài 2 trang 62 SGK Vật Lý 11:
a ) Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch. – Do 2 nguồn điện mắc tiếp nối đuôi nhau nên suất điện động của bộ nguồn ghép tiếp nối đuôi nhau : ξb = ξ1 + ξ2 = 12 + 6 = 18 ( V ). – Ta cũng thấy 2 điển trở R1 và R2 được mắc tiếp nối đuôi nhau nên điện trở tương tự của mạch ngoài gồm hai điện trở mắc tiếp nối đuôi nhau là : RN = R1 + R2 = 4 + 8 = 12 ( Ω ). – Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch, ta có : b ) Vì 2 điện trở ghép tiếp nối đuôi nhau với nguồn nên I1 = I2 = I = 1,5 A ⇒ Công suất tiêu thụ của mỗi điện trở R1, R2 tương ứng là : P1 = R1. I12 = 4. 1,52 = 9 ( W ) ; P2 = R2. I22 = 8. 1,52 = 18 ( W ) ; c ) Công suất của mỗi ắc quy cung ứng : Png ( 1 ) = ξ1. I = 12.1,5 = 18 ( W ) Png ( 2 ) = ξ2. I = 6.1,5 = 9 ( W ) – Năng lượng mỗi ắc quy phân phối trong 5 phút : Wng ( 1 ) = Png ( 1 ). t = 18.5.60 = 5400J Wng ( 2 ) = Png ( 2 ). t = 9.5.60 = 2700J – Kết luận : a ) I = 1,5 A ; b ) P1 = 9W ; P2 = 18W ; c ) Png ( 1 ) = 18W ; Png ( 2 ) = 9W ; Wng ( 1 ) = 5400J ; Wng ( 2 ) = 2700J.
* Bài 3 trang 62 SGK Vật Lý 11: Cho mạch điện có sơ đồ như hình dưới. trong đó nguồn điện có suất điện động E = 12V và điện trở trong r = 1,1Ω; điện trở R = 0,1Ω.
b ) Điện trở x phải có trị số là bao nhiêu để hiệu suất tiêu thụ ở điện trở này là lớn nhất ? Tính hiệu suất lớn nhất đó.
° Lời giải bài 3 trang 62 SGK Vật Lý 11:
a ) Tính điện trở x để hiệu suất tiêu thụ ở mạch ngoài là lớn nhất. – Mạch ngoài gồm điện trở R mắc tiếp nối đuôi nhau với điển trở x, nên ta có điện trở tương tự là : RN = R + x = ( 0,1 + x ) ( Ω ). – Cường độ dòng điện trong mạch :– Công suất tiêu mạch ngoài là : – Như vậy, để hiệu suất P. lớn nhất ( Pmax ) thì mẫu số phải là nhỏ nhất ( min ), tức là : – Áp dụng bất đẳng thức Cô-si cho 2 số dươngDấu ” = ” xảy ra khi– Khi đó, giá trị cực lớn của hiệu suất mạch ngoài là :b ) Công suất tiêu thụ trên điện trở x : – Để hiệu suất Px đạt giá trị lớn nhất thì mẫu thức phải nhỏ nhất, tức là : – Áp dụng đẳng thức Cô-si cho hai số dương
Dấu ” = ” xảy ra khi ,– Khi đó, giá trị hiệu suất lớn nhất là :
Source: https://dvn.com.vn/
Category : Nội Thất
