Hướng Dẫn Có mấy cách cơ bản ghép nguồn điện thành bộ ?
Kinh Nghiệm về Có mấy cách cơ bản ghép nguồn điện thành bộ Mới Nhất
Bùi Mạnh Hùng đang tìm kiếm từ khóa Có mấy cách cơ bản ghép nguồn điện thành bộ được Cập Nhật vào lúc : 2022-05-26 14:40:04 . Với phương châm chia sẻ Bí quyết Hướng dẫn trong nội dung bài viết một cách Chi Tiết 2022. Nếu sau khi đọc Post vẫn ko hiểu thì hoàn toàn có thể lại Comment ở cuối bài để Admin lý giải và hướng dẫn lại nha.
Vật lí 11 Ghép những nguồn điện thành bộ
Nội dung chính- I. Lý thuyếtII. Một số bài tập ghép những nguồn điện thành bộ2. Ghép nguồn điện thành bộB. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬPC. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOACâu C1 (trang 55 SGK Vật Lí 11):Câu C2 (trang 55 SGK Vật Lí 11):Câu C3 (trang 56 SGK Vật Lí 11):D. CÂU HỎI – BÀI TẬPBài 1 (trang 58 SGK Vật Lí 11):Bài 2 (trang 58 SGK Vật Lí 11):Bài 3 (trang 58 SGK Vật Lí 11):Bài 4 (trang 58 SGK Vật Lí 11):Bài 5 (trang 58 SGK Vật Lí 11):Bài 6 (trang 58 SGK Vật Lí 11):
Bài viết dưới đây sẽ giúp những bạn làm sáng tỏ nội dung lý thuyết về cách ghép những 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=dfracE-U_ABr+R=dfracE-U_ABR_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 những nguồn điện thành bộ:
• Cách ghép những 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=dfracrn)
• 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=dfracm.rn)
II. Một số bài tập ghép những nguồn điện thành bộ
Áp dụng những công thức:
- Đoạn mạch có chứa nguồn: (U_AB = E - I(r + R))
- Ghép những nguồn nối tiếp: (E_b-nE;r_b=nr)
- Ghép những nguồn song song: (E_b-E;r_b=dfracrn)
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 phía 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 cục nguồn: (E_b = E = 2V)
Điện trở trong của cục nguồn: (r_b=dfracr2=0.5 Omega)
Cường độ dòng điện đi qua R là
(I=dfracE_bR+r_b=dfrac2R+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 những 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 cục nguồn: (E_b = 4E = 8V)
Điện trở trong của cục nguồn: (r_b = dfrac4r2 = 2Ω)
Câu 3: Có một số trong những 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 = dfrac512Ω.) B. (E = 6,25V, r = 1,2Ω.)
C. (E = 12,5V, r = dfrac512Ω.) D. (E = 12,5V, r = 1,2Ω.)
Hướng dẫn:
Chọn A.
- Nếu dùng 6 nguồn mắc nối tiếp:
Suất điện động của cục nguồn (E_b = 6E)
Điện trở trong của cục nguồn: (r_b = 6r)
Cường độ dòng điện trong mạch
(I_1=dfrac6E10+6r=3 (1))
- Nếu dùng 12 nguồn mắc nối tiếp:
Suất điện động của cục nguồn (E_b = 12E)
Điện trở trong của cục nguồn: (r_b = 12r)
Cường độ dòng điện trong mạch
(I_2=dfrac12E10+12r=5(2))
Từ (1) và (2) ta có: (E = 6,25V, r = dfrac512Ω.)
Câu 4: Một Cho mạch điện như hình vẽ. Trong số 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=dfracξ_bR+r_b=dfrac1211+1=1A)
Câu 5: Các nguồn điện hoàn toàn có thể ghép theo 3 cách song song là
A. E và (dfracr3). B. 3E và 3r.
C. 2E và (dfrac3r2) D. E và (dfracr2)
Hướng dẫn:
3 pin ghép song song
(Rightarrow E_b=E và r_b=dfracrn=dfracr3)
Với những gì mà đã giúp những bạn khái quát nội dung và bài tập về ghép nguồn điện thành bộ, kỳ vọng sẽ giúp những bạn đạt kết quả cao trong học tập!
Đối với đoạn mạch chứa nguồn điện (nguồn phát) dòng điện có chiều đi ra từ cực dương và đi tới cực âm. Xét đoạn mạch chứa nguồn như hình vẽ
Từ định luật Ôm cho đoạn mạch ta có: UAB = UAM + UMB = (ℰ – IR) + (– IR) = ℰ – (R + r)I
Hệ thức liên hệ giữa hiệu điện thế UAB, cường độ dòng điện I và những điện trở là:
(textI=fracmathcalE-textU_textABtextr+textR=fracmathcalE-textU_textABtextR_textAB)
Trong số đó: RAB là điện trở tổng cộng trên đoạn AB
Dòng điện theo chiều từ B đến A.
+ Lưu ý: Chiều tính hiệu điện thế UAB là chiều từ A tới B: Nếu đi theo chiều này mà gặp cực dương của nguồn điện thì suất điện động ℰ được lấy với giá trị dương, dòng điện có chiều từ B tới 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 nguồn điện thành bộ
a) Bộ nguồn nối tiếp
+ Bộ nguồn nối tiếp là bộ nguồn gồm những nguồn điện (ℰ1, r1), (ℰ2, r2), .... (ℰn, rn) được ghép nối tiếp với nhau, trong đó cực âm của nguồn điện trước được nối bằng dây dẫn với cực dương của nguồn điện tiếp sau để thành một dãy liên tục như sơ đồ hình dưới. Như vậy, đầu A là cực dương và đầu B là cực âm của nguồn.
- Suất điện động của cục nguồn ghép nối tiếp bằng tổng những suất điện động của những nguồn có trong bộ:
ℰb = ℰ1 + ℰ2 + …. + ℰn
- Điện trở trong rb của nguồn điện ghép nối tiếp bằng tổng những điện trở trong của những nguồn có trong bộ: rb = r1 + r2 + …. + rn
b) Bộ nguồn song song
- Bộ nguồn song song là bộ nguồn gồm n nguồn điện giống nhau được ghép song song với nhau, trong đó nối cực dương của những nguồn vào cùng một điểm A và nối cực âm của những nguồn vào cùng điểm B như sơ đồ hình vẽ. Điện thế của điểm A to hơn điện thế của điểm B nên A là cực dương và B là cực âm của nguồn.
- Khi mạch ngoài hở, hiệu điện thế UAB bằng suất điện động của mỗi nguồn và bằng suất điện động của cục nguồn, còn điện trở trong của cục nguồn là điện trở tương đương của n điện trở r mắc song song: ℰn = ℰ; (r_b=fracrn)
c) Bộ nguồn hỗn hợp đối xứng
- Bộ nguồn hỗn hợp đối xứng là bộ nguồn gồm n dãy ghép song song với nhau, mỗi dãy gồm m nguồn điện giống nhau ghép nối tiếp như sơ đồ
- Công thức tính suất điện động và điện trở trong của cục nguồn ghép hỗn hợp đối xứng những nguồn giống nhau có cùng suất điện động ℰ và điện trở r là: ℰ = mℰ; (r_b=fracmrn)
B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
Ghép nguồn điện thành bộ
+ Mắc nối tiếp: Bộ nguồn nối tiếp là bộ nguồn gồm những nguồn điện ((mathcalE_1,r_1),(mathcalE_2,r_2),...,(mathcalE_n,r_n)) được ghép với nhau, sao cho cực âm của nguồn điện trước được nối với cực dương của nguồn điện tiếp sau (tại điểm nối chung không còn nhánh rẽ) để thành một dãy liên tục như sơ đồ. Thay thế bộ nguồn này bằng nguồn duy nhất tương đương thì (left{ beginalign & mathcalE_b=mathcalE_1+mathcalE_2+cdots +mathcalE_n \ & r_b=r_1+r_2+cdots +r_n \ endalign right.)
Þ Trường hợp riêng đặc biệt nếu n nguồn giống nhau (mỗi nguồn có suất điện động ℰ, điện trở trong r) mắc nối tiếp thì: (mathcalE_b=nmathcalE;,,r_b=nr.)
+ Mắc song song: Bộ nguồn song song là bộ nguồn gồm n nguồn điện giống nhau (mỗi nguồn có suất điện động E, điện trở trong r) được ghép với nhau, sao cho tất cả cực dương của những nguồn được nối vào cùng một điểm và tất cả cực âm của những nguồn được nối vào cùng một điểm khác.
Thay thế bộ nguồn này bằng nguồn duy nhất tương đương thì (left{ beginalign & mathcalE_b=mathcalE \ & r_b=fracrn \ endalign right.)
C. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Câu C1 (trang 55 SGK Vật Lí 11):
Đoạn mạch AℰrRB chứa nguồn điện là một phần của mạch điện kín đơn giản (hình 10.1) đã học ở bài 9. Ở bài đó, ta đã có hệ thức liên hệ giữa suất điện động ℰ với cường độ dòng điện I và những điện trở r, R, R1 đối với mạch điện kín này.
Hãy viết biểu thức liên hệ giữa suất điện động ℰ với cường độ dòng điện I và những điện trở r, R, R1 của mạch điện kín:
Trả lời:
Biểu thức liên hệ giữa suất điện động ℰ với cường độ dòng điện I và những điện trở r, R, R1 của mạch điện kín: (I=fracmathcalER_1+R+r ) hoặc ℰ = I(R1 + R + r)
Câu C2 (trang 55 SGK Vật Lí 11):
Hãy viết hệ thức liên hệ giữa hiệu điện thế UAB, cường độ dòng điện I và điện trở R1 đối với đoạn mạch hình 10.2b SGK
Trả lời:
Áp dụng định luật ôm cho đoạn mạch chứa điện trở thuần :UAB = I.R1
Câu C3 (trang 56 SGK Vật Lí 11):
Hãy viết hệ thức tính UBA đối với đoạn mạch hình 10.2a và tính hiệu điện thế này khi cho biết thêm thêm ℰ = 6 V; I = 0,5 A; r = 0,3 W; và R = 5,7 W.
Trả lời:
Áp dụng định luật ôm cho đoạn mạch: (I=fracmathcalE-U_ABR_N+r=fracmathcalE+U_BAR_N+rRightarrow U_BA=Ileft( R_N+r right)-mathcalE)
Thay số ta có: UBA = 0,5.(5,7 + 0,3) – 6 = – 3 V.
D. CÂU HỎI – BÀI TẬP
Bài 1 (trang 58 SGK Vật Lí 11):
Dòng điện chạy qua đoạn mạch chứa nguồn điện có chiều ra làm sao?
Lời giải:
Dòng điện chạy qua đoạn mạch chứa nguồn điện có chiều đi ra từ cực dương và đi vào cực âm của nguồn.
Bài 2 (trang 58 SGK Vật Lí 11):
Trình bày những quan hệ đối với đoạn mạch chứa nguồn điện
Lời giải:
Xét một đoạn mạch chứa nguồn điện như hình vẽ:
Mối quan hệ giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện đối với đoạn mạch chứa nguồn điện: Hiệu điện thế UAB giữa hai đầu đoạn mạch chứa nguồn điện, trong đó đầu A nối với cực dương của nguồn điện, bằng hiệu giữa suất điện động của nguồn và độ giảm điện thế tổng cộng trên đoạn mạch:
UAB = ℰ – I.(R + r). Từ đó suy ra (textI=fracmathcalE-textU_textABtextR_textAB)
Bài 3 (trang 58 SGK Vật Lí 11):
Trình bày cách ghép những nguồn điện thành bộ nguồn nối tiếp và thành bộ nguồn song song. Trong từng trường hợp hãy viết công thức tính suất điện động của cục nguồn và điện trở trong của nó.
Lời giải:
Bộ nguồn ghép nối tiếp
Bộ nguồn ghép song song
Cách ghépCác nguồn điện (ℰ1, r1), (ℰ2, r2), .... (ℰn, rn) được ghép nối tiếp với nhau, trong đó cực âm của nguồn điện trước được nối bằng dây dẫn với cực dương của nguồn điện tiếp sau để thành một dãy liên tiếpn nguồn điện giống nhau được ghép song song với nhau, trong đó nối cực dương của những nguồn vào cùng một điểm A và nối cực âm của những nguồn vào cùng điểm BSơ đồ ghép
Suất điện động của cục nguồn
ℰb = ℰ1 + ℰ2 + …. + ℰn
ℰb = ℰ1 = ℰ2 = ….= ℰn
Điện trở trong của cục nguồn
rb = r1 + r2 + …. + rn
(r_b=fracrn)
Bài 4 (trang 58 SGK Vật Lí 11):
Một Acquy có suất điện động và điện trở trong là ℰ = 6 V và r = 0,6 Ω. Sử dụng acquy này để thắp sáng bóng đèn có ghi 6 V – 3 W. Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch (hình 10.8) và hiệu điện thế giữa hai cực của acquy khi đó
Lời giải:
Điện trở của bóng đèn là: (R_d=fracU^2P=frac6^23=12,Omega)
Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch, ta được cường độ dòng điện chạy trong mạch là:
(I=fracmathcalER_d+r=frac612+0,6approx 0,476,A.)
Hiệu điện thế giữa hai cực của acquy là: U = ℰ - Ir = 6 – 0,476.0,6 = 5,715 V.
Bài 5 (trang 58 SGK Vật Lí 11):
Hai nguồn điện có suất điện động và điện trở trong lần lượt là ℰ1 = 4,5 V, r1 = 3 W; ℰ2 = 3 V; r2 = 2 W. Mắc hai nguồn điện thành mạch điện kín như sơ đồ hình 10.6. Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch và hiệu điện thế UAB.
Lời giải:
Như sơ đồ hình 10.6 thì hai nguồn này được mắc nối tiếp với nhau nên dòng điện chạy trong mạch điện kín có chiều đi ra từ cực dương của mỗi nguồn như hình vẽ
Áp dụng công thức tính suất điện động và điện trở trong của cục nguồn nối tiếp và định luật Ôm đối với toàn mạch ta có cường độ dòng điện chạy trong mạch là:
(I=fracmathcalE_1+mathcalE_2r_1+r_2=frac4,5+43+2=1,5,A.)
Hiệu điện thế: UAB = ℰ1 – I.r1 = 4,5 – 1,5.3 = 0 V
Bài 6 (trang 58 SGK Vật Lí 11):
Trong mạch điện có sơ đồ như hình 10.7, hai pin có cùng suất điện động ℰ = 1,5 V và điện trở trong r = 1 W. Hai bóng đèn giống nhau có cùng số ghi trên đèn là 3 V – 0,75 W. Cho rằng điện trở của những đèn không thay đổi theo nhiệt độ.
a) Các đèn có sáng thông thường không ? Vì sao?
b) Tính hiệu suất của cục nguồn.
c) Tính hiệu điện thế giữa hai cực của mỗi pin.
d) Nếu tháo bớt một đèn thì đèn còn sót lại sở hữu hiệu suất tiêu thụ điện năng là bao nhiêu?
Lời giải:
Bóng đèn có ghi 3 V – 0,75 W ⇒ Uđm = 3 V, Pđm = 0,78 W
Điện trở bóng đèn: (textR=fractextU_textdm^2textP_textdm =frac3^20,75=12,,Omega)
Vì mạch ngoài chứa hai đèn giống nhau mắc song song nên điện trở tương đương mạch ngoài là:
(R_N=fracR2=frac122=6,Omega)
Cường độ dòng điện qua mạch chính: (textI=frac2mathcalEtextR_N+2textr=frac2.1,56+2.1=0,375~,textA)
vì có hai nguồn (ℰ, r) ghép nối tiếp nên ℰb – 2ℰ, rb = 2r
a) Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi đèn: Uđ = I.RN = 0,375.6 = 2,25 V.
Nhận xét: Uđ < Uđm = 3V nên hai đèn sáng mờ hơn thông thường.
b) Hiệu suất của cục nguồn: (H = fracU_d2cal E = frac2,252.1,5.100% = 75% )
c) Vì hai nguồn giống nhau ghép nối tiếp nên hiệu điện thế giữa hai cực mỗi pin: (U_1pin=fracU_d2=1,125,V)
d) Nếu tháo bỏ một bóng đèn mạch ngoài chỉ từ 1 đèn nên điện trở mạch ngoài thời điểm hiện nay là:
RN = Rđ = 12 W
Dòng điện chạy qua đèn bây giừo là: (I'=frac2mathcalEtextR_N+2textr=frac2.1,512+2.1approx 0,214,textA)
Công suất tiêu thụ điện năng của bóng đèn còn sót lại là: P = I’2.R = 0,2142.12 = 0,55 W.
Trên đây là gợi ý giải bài tập Vật Lý 11 bài Ghép những nguồn điện thành bộ do giáo viên Ican trực tiếp biên soạn theo chương trình tiên tiến nhất. Chúc những bạn học tập vui vẻ.
