BÀI 24: NGUỒN ĐIỆN

I. NGUỒN ĐIỆN. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CỦA NGUỒN ĐIỆN

Câu 1: Tại sao dòng điện trong trường hợp mô tả ở Hình 24.1 chỉ tồn tại trong khoảng thời gian rất ngắn? Làm thế nào để duy trì dòng điện trong trường hợp này?

Giải chi tiết:

Dòng điện trong trường hợp này chỉ tồn tại trong thời gian rất ngắn vì các điện tích âm di chuyển từ quả cầu tích điện âm sang quả cầu tích điện dương làm cho quả cầu trung hoà về điện. Do vậy, thời gian duy trì sự dịch chuyển điện tích xảy ra rất ngắn. Muốn duy trì, ta phải kéo dài thời gian di chuyển của điện tích âm từ quả cầu tích điện âm sang quả cầu tích điện dương.

II. ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỆN TRỞ TRONG CỦA NGUỒN ĐIỆN LÊN HIỆU ĐIỆN THẾ GIỮA HAI CỰC CỦA NGUỒN

Câu 1: Khi dùng vôn kế để đo hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện thì số chỉ số vôn kế và số vôn ghi trên nhãn của nguồn điện có mối liên hệ như thế nào? Điều đó cho biết có tồn tại bên trong của nguồn điện?

Giải chi tiết:

Khi dùng vôn kế để đo hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện thì số chỉ trên vôn kế luôn nhỏ hơn số vốn ghi trên nhãn của nguồn điện. Điều này cho thấy bên trong nguồn đã có tiêu hao năng lượng chứng tỏ rằng bên trong nguồn có tồn tại điện trở.

Câu 2: Từ biểu thức (24.5), hãy:

1. Mô tả ảnh hưởng của điện trở trong của nguồn điện lên hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn.

2. So sánh suất điện động và hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch.

3. Trường hợp nào thì hiệu điện thế U giữa hai cực của nguồn điện bằng suất điện động của nguồn?

Giải chi tiết:

1. Điện trở trong của nguồn điện gây ra độ giảm thế (một lượng u=Ir).
2. Suất điện động của nguồn điện luôn lớn hơn và hiệu điện thế giữa hai đầu của đoạn mạch một lượng chính bằng độ giảm thể do điện trở trong của nguồn gây ra.
3. Trường hợp điện trở trong của nguồn r=0 thì hiệu điện thế U giữa hai cực của nguồn điện bằng suất điện động của nguồn.

Câu 3: Vì sao sẽ rất nguy hiểm nếu hiện tượng đoản mạch xảy ra đối với mạng điện ở gia đình?

Giải chi tiết:

Khi xảy ra hiện tượng đoản mạch, cường độ dòng điện tăng lên quá lớn có thể làm cháy hoặc làm cháy vỏ bọc cách điện và các bộ phận khác tiếp xúc nó hoặc gần nó. Từ đó có thể gây hỏa hoạn, chập cháy điện trong gia đình.

BÀI TẬP LUYỆN TẬP

Câu 1: Cho mạch điện như Hình 24.6. Cho mạch điện như Hình 24.5. Suất điện động E = 10 V, bỏ qua điện trở trong của nguồn. Các giá trị điện trở R₁ = 20Ω; R₂ = 40Ω, R₃ = 50Ω.

a) Tính cường độ dòng điện chạy qua điện trở R₁.

b) Tính cường độ dòng điện I chạy qua mạch chính.

Giải chi tiết:

Ta có: R₁ // R₂ // R₃

Điện trở tương đương của mạch là: 1Rtd=1R1+1R2+1R3=⇒R_td=20019Ω

a) Cường độ dòng điện chạy qua điện trở R₁: I₁=_R1=1020=0,5(A)

b) Cường độ dòng điện chạy qua mạch điện chính: I=_Rtd=1020019=0,95(A)

Câu 2: Cho mạch điện như Hình 24.7. Các giá trị điện trở R₁ = 3Ω, R₂ = 4Ω và R₃ = 6ΩΩ. Suất điện động của nguồn E = 12 V, điện trở trong của nguồn r = 0,6Ω

a) Tính điện trở của đoạn mạch AB.

b) Tính cường độ dòng điện chạy qua các điện trở R₁, R₂, R₃ và hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở.

Giải chi tiết:

Ta có: R₁ nt R₂ // R₃

a) Điện trở của đoạn mạch AB là: 1Rtd=R1+R2R3R2+R3=R1+4.64+6=5,4Ω

b) Vì R₁ nt R₂ // R₃ nên cường độ dòng điện chạy trong mạch bằng cường độ dòng điện chạy qua R₁ bằng cường độ dòng điện chạy qua mạch R₂R₃ :

I=I₁=I₂₃=_Rtd+r=12_5,4+0,6=2A

Hiệu điện thế mạch ngoài AB là: U=IR_td=10,8V

Hiệu điện thế giữa hai đầu R₁ là U₁=I₁.R₁=2.3=6V

Hiệu điện thế giữa hai đầu R₂R₃ bằng hiệu điện thế giữa hai đầu R₂ và R₃ là:

U₂₃=U₂=U₃=U−U₁=10,8−6=4,8V

Cường độ dòng điện chạy qua R₂ là U23R2=4,8₄=1,2A

Cường độ dòng điện chạy qua R₃ là U23R3=4,8₆==0,8A