Vật lí 11 Ghép các nguồn điện thành bộ

Vật lí 11 Ghép các nguồn điện thành bộ

Bài viết dưới đây  sẽ giúp các bạn làm sáng tỏ nội dung lý thuyết về cách ghép các nguồn điện thành bộ!

I. Lý thuyết

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.

\(U_{AB}=E-I(r+R)\)

Hay \(I=\dfrac{E-U_{AB}}{r+R}=\dfrac{E-U_{AB}}{R_{AB}}\)

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:

• Cách ghép các nguồn điện thành 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:

\(E_b-nE;r_b=nr\)

• 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 :

\(E_b-E;r_b=\dfrac{r}{n}\)

• 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 :

\(E_b=mE;r_b=\dfrac{m.r}{n}\)

II. Một số bài tập ghép các nguồn điện thành bộ

Áp dụng các công thức:

- Đoạn mạch có chứa nguồn: \(U_{AB} = E - I(r + R)\)

- Ghép các nguồn nối tiếp: \(E_b-nE;r_b=nr\)

- Ghép các nguồn song song: \(E_b-E;r_b=\dfrac{r}{n}\)

Câu 1: Hai nguồn như nhau có U= 2V và R= 1Ω, ta thực hiện mắc song song hai nguồn với cùng một R bên ngoài. Để I=1A thfi R phải là bao nhiêu?

A. 1,5Ω.              B. 1Ω.

C. 2Ω.              D. 3Ω.

Hướng dẫn:

Chọn A.

Suất điện động của bộ nguồn: \(E_b = E = 2V\)

Điện trở trong của bộ nguồn: \(r_b=\dfrac{r}{2}=0.5 \Omega\)

Cường độ dòng điện đi qua R là

\(I=\dfrac{E_b}{R+r_b}=\dfrac{2}{R+0.5}=1 \) \(⇔ R + 0,5 = 2 ⇔ R = 1,5Ω\)

Câu 2: Có 8 nguồn cùng loại với cùng suất điện động E = 2V và điện trở trong r = 1Ω. Ta thực hiện mắc hỗn hợp các nguồn lại với nhau. Tìm \(E_b, \ r_b\)?

A. \(E_b = 4V, r_b = 2Ω\).              B. \(E_b = 6V, r_b = 4Ω.\)

C. \(E_b = 6V, r_b = 1Ω.\)              D. \(E_b = 8V, r_b = 2Ω.\)

Hướng dẫn:

Chọn D.

Mắc 8 nguồn thành 2 dãy song song ⇒ mỗi dãy có 4 nguồn.

Suất điện động của bộ nguồn: \(E_b = 4E = 8V\)

Điện trở trong của bộ nguồn: \(r_b = \dfrac{4r}{2} = 2Ω\)

Câu 3: Có một số nguồn giống nhau mắc nối tiếp vào mạch mạch ngoài có điện trở R = 10Ω. Đặt cùng một cường độ là 3A vào cả 6 nguồn như nhau haowjc 5A với 12 nguồn như nhau thì \(E, \ r\) mỗi nguồn là?

A. \(E = 6,25V, r = \dfrac{5}{12}Ω.\)              B. \(E = 6,25V, r = 1,2Ω.\)

C. \(E = 12,5V, r = \dfrac{5}{12}Ω.\)              D. \(E = 12,5V, r = 1,2Ω.\)

Hướng dẫn:

Chọn A.

- Nếu dùng 6 nguồn mắc nối tiếp:

Suất điện động của bộ nguồn \(E_b = 6E\)

Điện trở trong của bộ nguồn: \(r_b = 6r\)

Cường độ dòng điện trong mạch

\(I_1=\dfrac{6E}{10+6r}=3 (1)\)

- Nếu dùng 12 nguồn mắc nối tiếp:

Suất điện động của bộ nguồn \(E_b = 12E\)

Điện trở trong của bộ nguồn: \(r_b = 12r\)

Cường độ dòng điện trong mạch

\(I_2=\dfrac{12E}{10+12r}=5(2)\)

Từ (1) và (2) ta có: \(E = 6,25V, r = \dfrac{5}{12}Ω.\)

Câu 4: Một Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó \(ξ_1 = ξ_2 = 12V, r = 2Ω, R_1 = 3Ω, R_2 = 8Ω\). Cường độ dòng điện chạy trong mạch

A. 1A.              B. 3A

C. 1,5A              D. 2A

Hướng dẫn:

Chọn A.

Bộ nguồn có: \(ξ_b = ξ_1 = 12V; r_b = 1V\)Điện trở ở mạch ngoài: \(R = R_1 + R_2 = 3 + 8 = 11 V \)Vậy cường độ dòng điện chạy qua mạch là:

\(I=\dfrac{ξ_b}{R+r_b}=\dfrac{12}{11+1}=1A\)

Câu 5: Các nguồn điện có thể ghép theo 3 cách song song là

A. E và \(\dfrac{r}{3}\).              B. 3E và 3r.

C. 2E và \(\dfrac{3r}{2}\)              D. E và \(\dfrac{r}{2}\)

Hướng dẫn:

3 pin ghép song song

\(\Rightarrow E_b=E \ và \ r_b=\dfrac{r}{n}=\dfrac{r}{3}\)

Với những gì mà đã giúp các bạn khái quát nội dung và bài tập về ghép nguồn điện thành bộ, hy vọng sẽ giúp các bạn đạt kết quả cao trong học tập!