I. Đoạn mạch chứa nguồn điện
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.
- Tải app VietJack. Xem lời giải nhanh hơn!
Bài giảng: Bài 10: Ghép các nguồn điện thành bộ - Cô Nguyễn Quyên [Giáo viên VietJack]
1. Đoạn mạch chứa nguồn điện [nguồn phát điện]
• Đoạn mạch có chứa nguồn điện [nguồn phát], dòng điện có chiều đi ra từ cực dương và đi tới cực âm.
Quảng cáo
Chú ý: chiều tính hiệu điện thế UAB là từ A đến B: Nếu đi theo chiều này mà gặp cực dương của nguồn điện trước thì E lấy giá trị dương, dòng điện có chiều từ B đến A ngược với chiều tính hiệu điện thế thì tổng độ giảm điện thế I[R + r] được lấy với giá trị âm.
2. Ghép các nguồn điện thành bộ:
• Bộ nguồn nối tiếp:
Trường hợp riêng: nếu có n nguồn có suất điện động E và điện trở trong r ghép nối tiếp thì bộ nguồn có:
• Bộ nguồn song song:
Nếu có n nguồn giống nhau mỗi nguồn có suất điện động E và điện trở trong r ghép song song thì :
• Bộ nguồn hỗn hợp đối xứng:
Nếu có n dãy nguồn, mỗi dãy gồm m nguồn mỗi nguồn có suất điện động E, điện trở trong r ghép nối tiếp thì :
Quảng cáo
Áp dụng các công thức:
- Đoạn mạch có chứa nguồn: UAB = E - I[r + R]
- Ghép các nguồn nối tiếp: Eb = nE; rb = nr
- Ghép các nguồn song song: Eb = E; r0 = r / n
Câu 1: Hai nguồn điện giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động là 2V, điện trở trong là 1Ω, được mắc song song với nhau và nối với một điện trở ngoài R. Điện trở R bằng bao nhiêu để cường độ dòng điện đi qua nó là 1A.
A. 1,5Ω. B. 1Ω.
C. 2Ω. D. 3Ω.
Hướng dẫn:
Chọn A.
Suất điện động của bộ nguồn: Eb = E = 2V
Điện trở trong của bộ nguồn:
Cường độ dòng điện đi qua R là
Quảng cáo
Câu 2: Có 8 nguồn cùng loại với cùng suất điện động E = 2V và điện trở trong r = 1Ω. Mắc các nguồn thành bộ hỗn hợp đối xứng gồm hai dãy song song. Suất điện động Eb và điện trở trong rb của bộ này bằng
A. Eb = 4V, rb = 2Ω. B. Eb = 6V, rb = 4Ω.
C. Eb = 6V, rb = 1Ω. D. Eb = 8V, rb = 2Ω.
Hướng dẫn:
Chọn D.
Mắc 8 nguồn thành 2 dãy song song ⇒ mỗi dãy có 4 nguồn.
Suất điện động của bộ nguồn: Eb = 4E = 8V
Điện trở trong của bộ nguồn: rb = 4r /2 = 2Ω
Câu 3: Có một số nguồn giống nhau mắc nối tiếp vào mạch mạch ngoài có điện trở R = 10Ω. Nếu dùng 6 nguồn này thì cường độ dòng điện trong mạch là 3A. Nếu dùng 12 nguồn thì cường độ dòng điện trong mạch là 5A. Tính suất điện động và điện trở trong của mỗi nguồn.
A. E = 6,25V, r = 5/12Ω. B. E = 6,25V, r = 1,2Ω.
C. E = 12,5V, r = 5/12Ω. D. E = 12,5V, r = 1,2Ω.
Hướng dẫn:
Chọn A.
- Nếu dùng 6 nguồn mắc nối tiếp:
Suất điện động của bộ nguồn Eb = 6E
Điện trở trong của bộ nguồn: rb = 6r
Cường độ dòng điện trong mạch
- Nếu dùng 12 nguồn mắc nối tiếp:
Suất điện động của bộ nguồn Eb = 12E
Điện trở trong của bộ nguồn: rb = 12r
Cường độ dòng điện trong mạch
Từ [1] và [2] ta có: E = 6,25V, r = 5/12Ω.
Câu 4: Một Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó ξ1 = ξ2 = 12V, r = 2Ω, R1 = 3Ω, R2 = 8Ω. Cường độ dòng điện chạy trong mạch
A. 1A. B. 3A
C. 1,5A D. 2A
Hướng dẫn:
Chọn A.
Bộ nguồn có: ξb = ξ1 = 12V; rb = 1V
Điện trở ở mạch ngoài: R = R1 + R2 = 3 + 8 = 11 V
Vậy cường độ dòng điện chạy qua mạch là:
Câu 5: Có ba pin giống nhau, Mỗi pin có suất điện động E và điện trở trong r. Suất điện động và điện trở trong của bộ pin ghép song song là
A. E và r/3. B. 3E và 3r.
C. 2E và 3r/2. D. E và r/2.
Hướng dẫn:
3 pin ghép song song
Câu 6: Có bốn nguồn giống nhau mắc nối tiếp, mỗi nguồn có suất điện động E và điện trở trong r. Khi đó suất điện động và điện trở trong bộ nguồn này là
A. E, r. B. 2E, 2r.
C. 4E, r/4. D. 4E, 4r.
Hướng dẫn:
Chọn D.
4 nguồn mắc nối tiếp ⇒ Eb = 4E và rb = 4r.
Câu 7: Có 24 nguồn điện giống nhau, suất điện động và điện trở trong của mỗi nguồn là E = 1,5V và r = 0,5Ω, mắc hỗn hợp đối xứng thành bốn dãy song song với nhau [ mỗi dãy có sáu nguồn điện mắc nối tiếp]. Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn.
A. 6V và 0,75Ω. B. 9V và 1,5Ω.
C. 6V và 1,5Ω. D. 9V và 0,75Ω.
Hướng dẫn:
Chọn D.
4 dãy mỗi dãy có 6 nguồn điện mắc nối tiếp ⇒ Eb = 6E = 6. 1,5 = 9V
và
Câu 8: Có 12 pin giống nhau, mỗi pin có E = 1,5V, r = 0,2Ω mắc thành y dãy song song mỗi dãy có x pin ghép nối tiếp. Mạch ngoài có R = 0,6Ω. Giá trị của x và y để dòng điện qua R lớn nhất.
A. x = 6, y = 2. B. x = 3, y = 4.
C. x = 4, y = 3. D. x = 1, y = 12.
Hướng dẫn:
Chọn A.
Ta có suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn là:
Eb = xE = 1,5x;
Cường độ dòng điện qua R là
Lại có xy = 12 [1].
Mà [x + 3y]min ⇔ x = 3y [BĐT cauchy]. [2]
Từ [1], [2] ⇒ x = 6; y = 2.
Câu 9: Một bộ nguồn gồm 36 pin giống nhau ghép hỗn hợp thành n hàng [dãy], mỗi hàng gồm m pin ghép nối tiếp, suất điện động mỗi pin x = 12V, điện trở trong r = 2Ω. Mạch ngoài có hiệu điện thế U = 120V và công suất P = 360 W. Khi đó m, n bằng
A. n = 12; m = 3. B. n = 3; m = 12.
C. n = 4; m = 9. D. n = 9; m = 4.
Hướng dẫn:
Chọn B.
Ta có
Cường độ dòng điện trong mạch là
Lại có: mn = 36 ⇒ n = 3 và m = 12
Câu 10: Cần dùng bao nhiêu pin 4,5V-1Ω mắc theo kiểu hỗn hợp để thắp cho bóng đèn 8V-8W sáng bình thường ?
A. 4 B. 5
C. 6 D. 7
Hướng dẫn:
Chọn C.
Điện trở đèn
Giả sử pin mắc thành n dãy song song mỗi dãy có m nguồn ghép nối tiếp.
Cường độ dòng điện đi qua mạch để đèn sáng bình thường là:
Thay
Vì p dương nên m > 16/9 hay m > 1.
⇔ m ≥ 4,5m - 8 ⇔ m ≤ 2,3
Suy ra m = 2, n = 2 ⇒ có 4 pin.
Bài giảng: Bài 10: Ghép các nguồn điện thành bộ - Thầy Lê Xuân Vượng [Giáo viên VietJack]
Xem thêm các phần Lý thuyết Vật Lí lớp 11 Ôn thi THPT Quốc gia hay, chi tiết khác:
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
- Hỏi bài tập trên ứng dụng, thầy cô VietJack trả lời miễn phí!
Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.
Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k5: fb.com/groups/hoctap2k5/
Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.
dong-dien-khong-doi.jsp