Mạch điện song song: Công thức tính điện trở tương đương R, hiệu điện thế U, cường độ dòng điện I - Vật lý 9 bài 5

08:51:3809/07/2021

Đối với đoạn mạch song song, điện trở tương đương của đoạn mạch có bằng tổng các điện trở thành phần như đoạn mạch nối tiếp không?

Bài viết này sẽ cho biết: Công thức tính điện trở tương đương, hiệu điện thế U và cường độ dòng điện I của đoạn mạch song song viết như thế nào?

I. Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch song song

1. Nhớ lại kiến thức lớp 7 về I và U của mạch song song

• Trong đoạn mạch gồm hai bóng đèn mắc song song

- Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính bằng tổng các cường độ dòng điện chạy qua các mạch rẽ: I = I₁ + I₂

- Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi mạch rẽ: U = U₁ = U₂

2. Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song mạch điện song song

- Cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở tỉ lệ nghịch với điện trở đó:

$\small \frac{I_1}{I_2}=\frac{R_2}{R_1}$

II. Điện trở tương đương của đoạn mạch song song

- Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch song song gồm hai điện trở R₁, R₂ là:

$\small \frac{1}{R_{td}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}$ $\small \Rightarrow R_{td}=\frac{R_1.R_2}{R_1+R_2}$

Như vậy, Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song thì nghịch đảo của điện trở tương đương bằng tổng các nghịch đảo của từng điện trở thành phần.

- Mở rộng đoạn mạch gồm n điện trở mắc song song, ta có công thức tính điện trở tương đương như sau:

$\small \frac{1}{R_{td}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+...+\frac{1}{R_n}$

> Lưu ý: Vôn kế có điện trở R_v rất lớn so với điện trở của đoạn mạch cần đo hiệu điện thế và được mắc song song với mạch đó, nên dòng điện chạy qua vôn kế có cường độ không đáng kể. Do đó, khi tính điện trở tương đương của đoạn mạch này có thể bỏ qua số hạng $\small \frac{1}{R_v}$ .

III. Vận dụng

* Câu C4 trang 15 SGK Vật Lý 9: Trong phòng học đang sử dụng một đèn dây tóc và một quạt trần có cùng hiệu điện thế định mức 220V. Hiệu điện thế của nguồn là 220V. Mỗi đồ dùng đều có công tắc và cầu chì bảo vệ riêng.

- Đèn và quạt được mắc thế nào vào nguồn để chúng hoạt động bình thường?

- Vẽ sơ đồ mạch điện đó. Cho kí hiêu sơ đồ của quạt điện là:

- Nếu đèn không hoạt động thì quạt có hoạt động không? Vì sao?

> Lời giải:

- Đèn và quạt được mắc song song vào nguồn 220V để chúng hoạt động bình thường.

- Sơ đồ mạch điện như hình sau:

hình lời giải câu c4 trang 15 sgk Vật lý 9

- Nếu đèn không hoạt động thì quạt vẫn hoạt động vì quạt vẫn được mắc vào hiệu điện thế đã cho.

* Câu C5 trang 16 SGK Vật Lý 9: Cho hai điện trở R₁ = R₂= 30Ω được mắc như sơ đồ hình 5.2a (SGK).

hình câu 5 trang 16 sgk vật lý 9 bài 5 - Tính điện trở tương đương của đoạn mạch đó.

- Nếu mắc thêm một điện trở R₃ = 30Ω vào đoạn mạch trên (hình 5.2b SGK) thì điện trở tương đương của đoạn mạch mới bằng bao nhiêu?

So sánh điện trở đó với mỗi điện trở thành phần

> Lời giải:

- Theo công thức tính điện trở tương đương (gồm R₁ và R₂) của đoạn mạch nối tiếp ta có:

$\small R_{12}=\frac{R_1.R_2}{R_1+R_2}=\frac{30.30}{30+30}=15(\Omega )$

- Tiếp tục vận dụng công thức tính điện trở tương đương (gồm R₁₂ và R₃) của đoạn mạch nối tiếp ta có:

$\small R_{td}=\frac{R_{12}.R_3}{R_{12}+R_3}=\frac{15.30}{15+30}=10(\Omega )$

⇒ Điện trở tương đương R_td nhỏ hơn mỗi điện trở thành phần.

Trên đây là nội dung về mạch điện song song, sau khi học xong bài này các em đã biết công thức tính điện trở tương đương R_tđ trong đoạn mạch nối tiếp và nhớ lại các công thức tính hiệu điện thế U và cường độ dòng điện I trong mạch nối tiếp này.

* Các ý chính cần nhớ trong bài này: Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc SONG SONG:

1- Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện chạy qua các mạch rẽ: I = I₁ + I₂

2- Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch song song bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đoạn mạch rẽ: U = U₁ = U₂

3- Điện trở tương đương của đoạn mạch song song được tính theo công thức: $\small \frac{1}{R_{td}}=\frac{1}{R_{1}}+\frac{1}{R_{2}}$

4- Cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở tỉ lệ nghịc với điện trở đó: $\small \frac{I_1}{I_2}=\frac{R_2}{R_1}$

Mạch điện song song: Công thức tính điện trở tương đương R, hiệu điện thế U, cường độ dòng điện I - Vật lý 9 bài 5

Tags

Đánh giá & nhận xét