Bài 11: Phương pháp giải một số bài toán về toàn mạch
I. Những lưu ý trong phương pháp giải
+ Cần phải nhận dạng loại bộ nguồn và áp dụng công thức tương ứng để tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn
+ Cần phải nhận dạng các điện trở mạch ngoài được mắc như thế nào để để tính điện trở tương đương của mạch ngoài.
+ Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch để tìm các ẩn số theo yêu cầu của đề ra
+ Các công thức cần sử dụng :
I = \(\frac{\xi }{{{R_N} + r}}\) ; ξ = I (RN + r) ;
U = IRN = ξ – Ir
Ang = ξIt
Png = EI
A = UIt ; P = UI
II. Bài tập ví dụ
Bài tập 1
a) Điện trở mạch ngoài
RN = R1 + R2 + R3
= 5 + 10 + 3 = 18W
b) Cường độ dòng điện chạy qua nguồn điện (chạy trong mạch chính)
I = \(\frac{\xi }{{{R_N} + r}} = \frac{6}{{18 + 2}}\)= 0,3(A)
Hiệu điện thế mạch ngoài
U = IRN = 0,3.18 = 5,4(V)
c) Hiệu điện thế giữa hai đầu R1
U1 = IR1 = 0,3.5 = 1,5(V)
Bài tập 2
Điện trở và cường độ dòng điện định mức của các bóng đèn
Rđ1 = \(\frac{{U_{dm1}^2}}{{{P_{dm1}}}} = \frac{{{{12}^2}}}{6}\)= 24(W)
Rđ2 = \(\frac{{U_{dm2}^2}}{{{P_{dm2}}}} = \frac{{{6^2}}}{{4,5}}\)= 8(W)
Iđm1 = \(\frac{{{P_{dm1}}}}{{{U_{dm1}}}} = \frac{6}{{12}}\)= 0,5(A)
Iđm2 = \(\frac{{{P_{dm2}}}}{{{U_{dm2}}}} = \frac{{4,5}}{6}\)= 0,75(A)
Điện trở mạch ngoài
RN = \(\frac{{{R_{d1}}({R_b} + {R_{d2}})}}{{{R_{d1}} + {R_b} + {R_{d2}}}} = \frac{{24(8 + 8)}}{{24 + 8 + 8}}\)
= 9,6(W)
Cường độ dòng điện trong mạch chính
I = \(\frac{\xi }{{{R_N} + r}} = \frac{{12,5}}{{9,6 + 0,4}}\)= 1,25(A)
Cường độ dòng điện chạy qua các bóng
Iđ1=\(\frac{U}{{{R_{d1}}}} = \frac{{I{R_N}}}{{{R_{d1}}}} = \frac{{1,25.9,6}}{{24}}\)=0,5(A)
Iđ2 = ..
= 0,75(A)
a) Iđ1 = Iđm1 ; Iđ2 = Iđm2 nên các bóng đèn Đ1 và Đ2 sáng bình thường
b) Công suất và hiệu suất của nguồn
Png = ξI =12,5.1,12
=15,625 (W)
H = \(\frac{U}{\xi } = \frac{{I{R_N}}}{\xi } = \frac{{1,25.9,6}}{{12,5}}\)
= 0,96 = 96%
Bài tập 3
a) Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn
ξb = 4ξ = 6 (V)
rb = \(\frac{{4r}}{2}\)= 2r = 2(W)
Điện trở của bóng đèn
RĐ = \(\frac{{U_{dm}^2}}{{{P_{dm}}}} = \frac{{{6^2}}}{6}\)= 6(W) = RN
b) Cường độ dòng điện chạy qua đèn
I = \(\frac{\xi }{{{R_N} + r}} = \frac{6}{{6 + 2}}\)= 0,75(A)
Công suất của bóng đèn khi đó
PĐ = I2RĐ
= 0,752.6 = 3,375(W)
c) Công suất của bộ nguồn, công suất của mỗi nguồn và giữa hai cực mỗi nguồn
Pb = ξbI = 6.0,75 = 4,5(W)
Pi = \(\frac{{{P_b}}}{8}\)= \(\frac{{4,5}}{8}\)= 0,5625(W)
Ui = ξ - \(\frac{I}{2}r = 1,5 - \frac{{0,75}}{2}.1\)
= 1,125 (V)