Bài 9. Định luật Ôm đối với toàn mạch

TRƯỜNG THPT PHAN NGỌC HIỂN




Bài 13. ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH
1) Định luật ôm cho toàn mạch.
Xét mạch điện kín đơn giản: Gồm nguồn E, r và R như (hv)
R
E r
I
A
G/S dòng điện chạy trong mạch có cường độ I, trong thời gian t có điện lượng q = I.t chuyển qua mạch. Nguồn đã thực hiện công
A = q? = ?It (13.1)
Nhiệt lượng toả ra ở điện trở ngoài R và điện trở trong r trong thời gian t.
Q = RI2t + rI2t (13.2)
B
Chúng ta cùng xem mạch điện này hoạt động?
Các em có nhận xét gì khi mạch này hoạt động?
Mạch nào là mạch trong và mạch mạch nào là mạch ngoài?
Mạch trong
Mạch ngoài
Năng lượng tiêu thụ trên toàn mạch bằng năng lượng do nguồn cung cấp nghĩa là A = Q
Ta gọi I.R là độ giảm điện thế ở mạch ngoài, I.r là độ giảm điện thế ở mạch trong.

It = RI2t + rI2t
 = IR + Ir (13.3)
 = I( R + r) (13.4)
hay
Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng tổng các độ giảm điện thế ở mạch ngoài và mạch trong.
Cường độ dòng điện trong mạch kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch.
Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có mối quan hệ giữa A và Q như thế nào?
Công thức (13.5) biểu thức định luật ôm cho toàn mạch
Từ (13.3) em có kết luận gì về mối liên hệ giữa suất điện động của nguồn điện với độ giảm điện thế ở mạch ngoài và ở mạch trong?
Từ (13.4) em hãy rút ra biểu thức tính I
Từ (13.5) em hãy phát biểu nội dung định luật Ôm cho toàn mạch?
Nếu gọi U = I.R là hiệu điện thế mạch ngoài
Nếu r ? 0, hoặc mạch hở (I = 0) ? U = ?
U = ? - Ir (13.6)
Em hãy viết lại hệ thức ? = IR + Ir (13.3)
Từ (13.6) Em hãy cho biết trong những trường hợp nào thì U = ? ?
Vì vôn kế có điện trở vô cùng lớn khi ta đo suất điện động của nguồn điện (khi đó mạch coi như để hở ? U = ? )
Em hãy giải thích tại sao ta lại dùng vôn kế để đo suất điện động của nguồn điện?
2) Hiện tượng đoản mạch.

Nếu R ? 0 thì I rất lớn và chỉ phụ thuộc vào ?, r
Nguồn điện bị đoản mạch
* Lưy ý:
+ Khi pin bị đoản mạch (r khoảng vài ôm) dòng điện qua pin không lớn lắm nhưng sẽ rất nhanh hết điện.
+ Khi acquy chì bị đoản mạch (r rất nhỏ) thì cường độ dòng điện qua acquy rất lớn, làm hỏng acquy.
+ Khi mạch điện trong gia đình bị đoản mạch thì có thể gây hoả hoạn, cháy nổ... rất nguy hiểm.
* Để tránh hiện tượng đoản mạch xảy ra đối với mạng điện gia đình, người ta thường dùng cầu chì hoặc atômat mắc nối tiếp trước các tải tiêu thụ.
Em hãy nêu biện pháp làm giảm nguy hiểm khi xảy ra đoản mạch trong các mạch điện?
R
,r
I
A
B
3) Trường hợp mạch ngoài có máy thu điện
Giả sử trong mạch kín nói trên có thêm máy thu điện mắc nối tiếp với điện trở R. Máy thu ?p, rp. Dòng điện I đi vào cực dương của máy thu điện
 - p = I( R + r + rp) (13.8)
Công thức (13.9) biểu thị định luật Ôm đối với toàn mạch chứa nguồn và máy thu điện mắc nối tiếp
Năng lượng tiêu thụ trên trên toàn mạch ở điện trở R, r ?
Q = (R + r)I2t (a)
Điện năng tiêu thụ trên máy thu trên máy tiêu thụ điện?
A`= ?pIt + rpI2t (b)
Theo ĐLBT năng lượng ta có
Năng lượng do nguồn cung cấp ?
A = ?It (c)
A = Q + A` (d)
Từ (a), (b), (c) và (d) ta được
4) Hiệu suất của nguồn điện
Hiệu suất của nguồn điện
Công của dòng điện sản ra ở đâu là công có ích?
Công toàn phần của nguồn điện (A = ?It ) bằng tổng công của dòng điện sản ra ở mạch ngoài và mạch trong.
Công của dòng điện sản ra ở mạch ngoài là có ích
(Acó ích = ?It - rI2t = RI2t )
Các em thảo luận nhóm xây dựng công thức tính hiệu suất của nguồn điện
Thảo luận nhóm trả lời câu hỏi C2
Thảo luận nhóm trả lời câu hỏi C3
Bài 13. Định luật ôm đối với toàn mạch
1) Định luật ôm cho toàn mạch.
2) Hiện tượng đoản mạch.

3) Trường hợp mạch ngoài có máy thu điện
4) Hiệu suất của nguồn điện
P1: Đối với mạch điện kín gồm nguồn điện với mạch ngoài là điện trở thì hiệu điện thế mạch ngoài
A. tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện chạy trong mạch.
B. tăng khi cường độ dòng điện trong mạch tăng.
C. giảm khi cường độ dòng điện trong mạch tăng.
D. giảm khi cường độ dòng điện trong mạch giảm.

P2: Cho mạch điện như hình vẽ.
Cường độ dòng điện trong mạch chính có giá trị nào sau đây?
R
,r
R
R
A.
B.
C.
D.
P3: Một nguồn điện có điện trở trong 0,1 (?) được mắc với điện trở 4,8 (?) thành mạch kín. Khi đó hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 12 (V). Cường độ dòng điện trong mạch là

Hướng dẫn:
A. I = 120 (A);
B. I = 12 (A);
C. I = 2,44 (A);
D. I = 25 (A).
Hướng dẫn:
Khi R bằng vô cùng thì I = 0 ? ? = U = 4,5 (V)
P4: Người ta mắc hai cực của nguồn điện với một biến trở có thể thay đổi từ 0 đến vô cực. Khi giá trị của biến trở rất lớn thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 4,5 (V). Giảm giá trị của biến trở đến khi cường độ dòng điện trong mạch là 2 (A) thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 4 (V). Suất điện động và điện trở trong của nguồn điện là

Khi I = 2 A và U = 4 V ? ? = IR + Ir = U + Ir
? r =(? - U)/I = 0.25 ?
A. ? = 4,5 (V); r = 4,5 (?);
B. ? = 4,5 (V); r = 2,5 (?).
C. ? = 4,5 (V); r = 0,25 (?);
D. ? = 9 (V); r = 4,5 (?).