Vật lí 11 Định luật Ôm đối với toàn mạch

Vật lý 11 Định luật Ôm đối với toàn mạch

Bài viết dưới đây  sẽ giúp nắm chắc nội dung của lý thuyết về lý 11 Định luật Ôm cho toàn mạch!

I. Lý thuyết?

1. Định nghĩa

- Được định nghĩa là tương tác điện giữa các vật dẫn với nhau trong đó nguyên lý diễn ra phụ thuộc vào cường độ và hiệu điện thế giữa các đầu dây dẫn với nhau, chúng biểu thị cho hoạt động của dòng điện sinh ra tác động vào hai dây dẫn. Nội dung của định luật cho thấy tỷ lệ luôn diễn ra ở một mức nhất định khi đó nội dung của định luật cho rằng cường độ dòng điện đi qua 2 điểm của một vật dẫn điện luôn tỷ lệ thuận với hiệu điện thế đi qua 2 điểm đó, với vật dẫn điện có điện trở là một hằng số, ta có phương trình toán học mô tả mối quan hệ như sau:

\({\displaystyle I={\frac {V}{R}}}\)

- Định luật Ohm được đặt tên theo nhà vật lý học người Đức, Georg Ohm [1], được phát hành trên một bài báo năm 1827, mô tả các phép đo điện áp và cường độ dòng điện qua một mạch điện đơn giản gồm nhiều dây có độ dài khác nhau, Ông trình bày một phương trình phức tạp hơn một chút so với trên để giải thích kết quả thực nghiệm của mình (xem phần Lịch sử dưới đây). Phương trình trên là dạng hiện đại của định luật Ohm.

- Trong vật lý, thuật ngữ định luật Ohm cũng được dùng để chỉ các dạng khái quát khác của luật Ohm gốc. Ví dụ đơn giản sau:

\({\displaystyle J=\sigma \mathrm {E} },\)

2. Nội dung định luật

• Sơ đồ mạch điện như sau:

- Cho thấy rằng khi cường độ chạy ngang qua mạch được cho là khép kín sẽ tạo ra những tỷ lệ tương quan của mô điện toàn phần đối với cường đọ được sinh ra trong dòng điện.

\(I=\dfrac{E}{R_N+r}\)

trong đó:

+ E là suất điện đông của nguồn (V)

+ r là điện trở trong của nguồn điện

+ \(R_N\) là điện trở tương đương của mạch ngoài

• Công tính để áp dụng để tính hiệu điện thế chuẩn áp vào hai đầu dây nguồn điện:

\(U_N=IR_N=E-IR\)

3. Nhận định:

• Cơ chế xẩ ra khi đoản mạch: Đây là một trường hợp đặc biệt khi một nguồn điện bất kỳ đi qua dây dẫn với sức chịu không đủ mạnh, đoản mạch xảy ra để ngăn chặn xung nguồn điện gây ra với điện trở nhỏ, chính vì vây cường độ quá lớn sẽ gây hại.

\(I=\dfrac{E}{r}\)

• Đối với lượng điệ sinh ra trong dây dẫn ta có công thức tính công như sau:

\(A=Q\Rightarrow EIt=(r+R_N)I^2t\)

• Hiệu suất gây ra ảnh hưởng lên hai đầu dây dẫn:

\(H=\dfrac{A_i}{A_{tp}}=\dfrac{U_NIt}{EIt}=\dfrac{U_N}{E}=\dfrac{R_N}{R_N+r}\)

4. Phạm vi áp dụng

- Từ hiện tượng nhiệt phát ra trong dây dẫn khi, có dòng điện chạy qua, ông so sánh tỉ lệ giữa nhiệt phát ra và cường độ dòng điện chạy qua mà tìm ra các quy luật tương ứng. Qua một số lớn thí nghiệm tiến hành phân tích mối liên hệ giữa điện áp, cường độ dòng điện và điện trở, qua quá trình nghiên cứu tỉ mỉ, cuối cùng năm 1826 ông phát minh ra định luật mang tên ông đó là định luật Ohm.

- Tuy nhiên sau khi Ohm công bố định luật mà ông đã lao tâm khổ tứ nghiên cứu hàng chục năm trời mới tìm ra được, định luật vẫn chưa gây được sự chú ý của giới khoa học và chưa được coi trọng mà còn bị hoài nghi, thậm chí bị đả kích. Thời bấy giờ ở Đức chỉ có số ít nhà khoa học thừa nhận định luật Ohm, một trong số đó là nhà khoa học Sweig hết sức ủng hộ ông. Chính ông này đã giúp ông công bố luận văn, viết thư khuyến khích:''Xin ngài cứ tin rằng khi đám mây đen tan đi thì ánh sáng chân lý sẽ chói sáng và niềm vui sẽ xua đuổi chúng đi''.

- Nhưng luồng gió mạnh chân chính ''xua tan đi đám mây mù”; lại từ nước Anh thổi đến. Hội Khoa học Hoàng gia Anh đã tặng cho Ohm huy chương Kapply, đó là vinh dự cao quí đối với các nhà khoa học thời bấy giờ. Từ đó công trình của Ohm mới được công nhận rộng rãi. Để ghi nhớ đến ông, người ta đã lấy tên ông đặt tên cho định luật và đặt tên cho đơn vị đo điện tử.

II. Bài tập về định luật Ôm đối với toàn mạch

Cách thức giải bài tập liên quan:

Quy chuẩn các công thức tính như sau:

- Định luật Ôm đối với toàn mạch:

\(I=\dfrac{E}{R_N+r}\)

- Hiệu điện thế mạch ngoài: \(U_N = I.R_N = E - Ir\)

- Hiệu suất của nguồn điện:

\(H=\dfrac{A_i}{A_{tp}}=\dfrac{U_NIt}{EIt}=\dfrac{U_N}{E}=\dfrac{R_N}{R_N+r}\)

Bài 1: Một nguồn điện có điện trở trong 0,1Ω được mắc với điện trở 4,8Ω thành mạch kín. Khi đó hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 12 (V). Suất điện động của nguồn điện là:

A. E = 12,00 (V).              B. E = 12,25 (V).

C. E = 14,50 (V).              D. E = 11,75 (V).

Hướng dẫn:

Chọn B.

I cùa mạch cần tìm là:

\(I=\dfrac{U_N}{R}=\dfrac{12}{4.8}=2.5A\)

⇒ Suất điện động của nguồn điện là: E = I(r + R) = 12,25(V)

Bài 2: Một nguồn điện có suất điện động E = 6 (V), điện trở trong r = 2 (Ω), mạch ngoài có điện trở R. Để công suất tiêu thụ ở mạch ngoài đạt giá trị lớn nhất thì điện trở R phải có giá trị

A. R = 1 (Ω).             B. R = 2 (Ω).

C. R = 3 (Ω).             D. R = 4 (Ω).

Hướng dẫn:

Chọn B.

Công suất tiêu thụ mạch ngoài:

\(P=RI^2=R.(\dfrac{E}{R+r})^2=E^2\dfrac{R}{(R+r)^2}\)

Mà \((R+r)^2\ge 4Rr\Rightarrow P\le E^2.\dfrac{1}{4r}\)

\(\Rightarrow P_{max}=\dfrac{E^2}{4r}\Leftrightarrow R=r=2 (\Omega)\)

Với những gì mà đã giúp các bạn khái quát nội dung về định luật Ôm đối với toàn mạch trên đây, hy vọng sẽ giúp các bạn đạt kết quả cao trong học tập!