Đo hiệu điện thế và cường độ dòng điện trong đoạn mạch nối tiếp đoạn mạch song song như thế nào | Arjun Maldonado Ifrah

08:51:3809/07/2021

Đối với đoạn mạch song song, điện trở tương đương của đoạn mạch có bằng tổng các điện trở thành phần như đoạn mạch nối tiếp không?

Bài viết này sẽ cho biết: Công thức tính điện trở tương đương, hiệu điện thế U và cường độ dòng điện I của đoạn mạch song song viết như thế nào?

I. Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch song song

1. Nhớ lại kiến thức lớp 7 về I và U của mạch song song

• Trong đoạn mạch gồm hai bóng đèn mắc song song

- Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính bằng tổng các cường độ dòng điện chạy qua các mạch rẽ: I = I1 + I2

- Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi mạch rẽ: U = U1 = U2

2. Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song

Đo hiệu điện thế và cường độ dòng điện trong đoạn mạch nối tiếp đoạn mạch song song như thế nào

- Cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở tỉ lệ nghịch với điện trở đó:

 

II. Điện trở tương đương của đoạn mạch song song

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

  

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

- Mở rộng đoạn mạch gồm n điện trở mắc song song, ta có công thức tính điện trở tương đương như sau:

  

> Lưu ý: Vôn kế có điện trở Rv 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 .

III. Vận dụng

* 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: 

Đo hiệu điện thế và cường độ dòng điện trong đoạn mạch nối tiếp đoạn mạch song song như thế nào

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

> Lời giải:

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

- Sơ đồ mạch điện như hình sau:

Đo hiệu điện thế và cường độ dòng điện trong đoạn mạch nối tiếp đoạn mạch song song như thế nào

- 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).

Đo hiệu điện thế và cường độ dòng điện trong đoạn mạch nối tiếp đoạn mạch song song như thế nào
- 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?

So sánh điện trở đó với mỗi điện trở thành phần 

> Lời giải:

Theo công thức tính điện trở tương đương (gồm R1 và R2) của đoạn mạch nối tiếp ta có:

- Tiếp tục vận dụng công thức tính điện trở tương đương (gồm R12 và R3) của đoạn mạch nối tiếp ta có:

⇒ Điện trở tương đương Rtd nhỏ hơn mỗi điện trở thành phần.

Trên đây là nội dung về mạch điện song song, sau khi học xong bài này các em đã biết công thức tính điện trở tương đương Rtđ trong đoạn mạch nối tiếp và nhớ lại các công thức tính hiệu điện thế U và cường độ dòng điện I trong mạch nối tiếp này.

* Các ý chính cần nhớ trong bài này: Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc SONG SONG:

1- Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện chạy qua các mạch rẽ: I = I1 + I2

2- Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch song song bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đoạn mạch rẽ: U = U1 = U2

3- Điện trở tương đương của đoạn mạch song song được tính theo công thức: 

4- Cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở tỉ lệ nghịc với điện trở đó:

Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu 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?

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.

Đo hiệu điện thế và cường độ dòng điện trong đoạn mạch nối tiếp đoạn mạch song song như thế nào
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).

2. 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).

Đo hiệu điện thế và cường độ dòng điện trong đoạn mạch nối tiếp đoạn mạch song song như thế nào
Sơ đồ điện trở mắc song song hình 5.2a

- 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?

Đo hiệu điện thế và cường độ dòng điện trong đoạn mạch nối tiếp đoạn mạch song song như thế nào
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.

Cường độ dòng điện (I), Hiệu điện thế (U) và Điện trở (R) trong mạch điện song song - Vật lý 9 bài 5 được biên soạn theo sách mới nhất và Được hướng dẫn biên soạn bởi các thầy cô giáo dạy Giỏi tư vấn, nếu thấy hay hãy chia sẻ và comment để nhiều bạn khác học tập cùng.