BÀI 8. ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 8. ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP
Mở đầu
Câu hỏi
Vì sao các đèn LED trong đoạn mạch điện trang trí như hình 8.1 có thể đồng loạt thay đổi độ sáng?
Ảnh
Các đèn LED trong đoạn mạch điện trang trí như hình 8.1 có thể đồng loạt thay đổi độ sáng vì chúng được mắc nối tiếp với nhau, khi đó cường độ dòng điện tại mọi vị trí đều bằng nhau.
1.Đoạn mạch nối tiếp
1.1. Đoạn mạch nối tiếp
Đoạn mạch nối tiếp là mạch điện trong đó các phần tử (như bóng đèn, điện trở) được kết nối liên tiếp với nhau, tạo thành một đường dẫn duy nhất cho dòng điện.
1.2.Câu hỏi 1
Vẽ sơ đồ hình 8.3 khi đóng công tắc và biểu diễn chiều dòng điện trong mạch.
Sơ đồ mạch điện khi đóng công tắc và có dòng điện chạy qua từ cực dương của nguồn điện qua các thiết bị điện tới cực âm của nguồn điện.
Ảnh
Ảnh
1.3.Luyện tập 1
Với mạch điện hình 8.2, nếu một đèn trong mạch bị đứt dây tóc và không sáng, đèn còn lại có sáng không? Vì sao?
Với mạch điện hình 8.2, nếu một đèn trong mạch bị đứt dây tóc và không sáng, đèn còn lại không sáng vì khi đó mạch bị hở, không có dòng điện chạy qua.
Ảnh
1.4.Luyện tập 2
Vẽ sơ đồ mạch điện gồm một nguồn điện, công tắc mở, một bóng đèn và một điện trở mắc nối tiếp.
Ảnh
1.5.Câu hỏi 2
Dòng điện trong kim loại là dòng các electron chuyển dời ngược chiều dòng điện. Trong đoạn mạch MN hình 8.4, các electron dịch chuyển qua các điện trở và các ampe kế theo chiều từ N tới M. Căn cứ vào đó, hãy dự đoán mối liên hệ của cường độ dòng điện tại các điểm khác nhau trong đoạn mạch nối tiếp.
Ảnh
Dự đoán: Cường độ dòng điện tại các điểm khác nhau trong đoạn mạch nối tiếp đều bằng nhau.
1.6.Công thức
Dòng điện: Dòng điện có cùng giá trị tại mọi điểm trên đoạn mạch, nghĩa là: I=I1=I2=I3=...=In Hiệu điện thế: Tổng hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng hiệu điện thế trên từng phần tử: U=U1+U2+U3+...+Un ​
1.7.Thực hành
Chuẩn bị Nguồn điện 1 pin, nguồn điện 2 pin, hai điện trở R1 và R2 khác nhau, ba ampe kế, các dây nối, công tắc và bảng lắp mạch điện. Tiến hành thí nghiệm và thảo luận - Mắc mạch điện theo sơ đồ mạch điện ở hình 8.4 (dùng nguồn điện 1 pin).
Ảnh
- Đóng công tắc, đọc số chỉ các ampe kế và ghi kết quả theo bảng 8.1. - Thực hiện lại thí nghiệm với nguồn điện 2 pin và ghi kết quả theo bảng 8.1.
Ảnh
- Từ số liệu thí nghiệm, rút ra nhận xét về mối liên hệ của các giá trị cường độ dòng điện tại các điểm trong đoạn mạch nối tiếp.
Ảnh
Cường độ dòng điện tại các điểm trong đoạn mạch nối tiếp có giá trị bằng nhau.
1.8.Luyện tập 3
Cho mạch điện gồm hai điện trở R1 và R2 mắc nối tiếp. Biết R1 = 3 Ω, R2 = 6 Ω, hiệu điện thế giữa hai đầu R1 là U­1 = 3 V. Xác định cường độ dòng điện chạy qua R2.
Vì hai điện trở mắc nối tiếp nên cường độ dòng điện qua hai điện trở là bằng nhau. Cường độ dòng điện chạy qua R2 là
I2=I1=LATEX((U1)/(R1))=LATEX(3/3)=1 A
2. Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp
2.1.Định nghĩa
Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp là tổng các điện trở thành phần trong mạch. Công thức tính: Nếu đoạn mạch có n điện trở được nối tiếp, giá trị điện trở tương đương Rt được tính như sau:
Rt=R1+R2+R3+....+Rn
Ý nghĩa: Điện trở tương đương trong mạch nối tiếp đại diện cho khả năng "cản trở" dòng điện tổng hợp của cả đoạn mạch.
2.2.Câu hỏi 3
Dựa vào kiến thức đã biết về dòng điện và điện trở, lập luận để so sánh độ lớn điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp với độ lớn của mỗi điện trở thành phần.
Khi đi qua nhiều điện trở hơn thì dòng điện sẽ bị cản trở nhiều hơn nên điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp sẽ lớn hơn mỗi điện trở thành phần. Ta có: I = I1 = I2 = … = In; U = U1 + U2 + … + Un Nên I.R = I1.R1 + I2.R2 + .. + In.Rn = I.(R1 + R2 + …+ Rn) ⇒R=R1+R2+...+Rn
2.3.Câu hỏi 4
Cho ba biến trở R1=3Ω, R2=4Ω và R3=6Ω Tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm ba điện trở này mắc nối tiếp.
Điện trở tương đương của đoạn mạch là: R=R1+R2+R3=3+4+6=13Ω
2.4.Luyện tập 4
Một mạch điện gồm 2 điện trở R1=30Ω và R2=60Ω được mắc nối tiếp vào nguồn điện. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là 12V. a. Tính cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở. b. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở.
a. Điện trở tương đương của đoạn mạch là: R=R1+R2=30+60=90Ω Vì mạch mắc nối tiếp nên cường độ dòng điện tại mọi vị trí bằng nhau.
I1=I2=I=LATEX(U/R)=LATEX(12/90)=LATEX(2/15)A
b. Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R1 là: U1 = I1.R1 =LATEX(2/15).30=4V Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R2 là: U1 = I1.R1 =LATEX(2/15).60=8V
2.5.Luyện tập 5
Biết rằng dây đèn trang trí trong hình 8.1 là một mạch điện gồm các đèn mắc nối tiếp. Hãy trả lời câu hỏi được đặt ra ở hoạt động mở đầu.
Ảnh
- Vì các đèn LED được mắc nối tiếp với nhau. Đặc điểm chính của đoạn mạch nối tiếp là dòng điện chạy qua mỗi thành phần theo cùng một đường dây, điều này cho phép các đèn LED phản ứng đồng thời với sự thay đổi của hiệu điện thế hoặc dòng điện.
- Nếu có một thành phần trong đoạn mạch nối tiếp bị thay đổi, như việc điều chỉnh điện trở hoặc áp dụng một biến áp điều chỉnh, dòng điện chạy qua tất cả các đèn LED sẽ bị ảnh hưởng. Điều này dẫn đến việc các đèn LED có thể đồng loạt thay đổi độ sáng, vì chúng chia sẻ dòng điện chung trong mạch.
2.6.Vận dụng
Nêu tác dụng của cầu chì và từ đó cho biết cầu chì được mắc như thế nào với các thiết bị điện cần được bảo vệ.
- Cầu chì có tác dụng bảo vệ mạch điện bằng cách làm đứt mạch điện. Khi xảy ra đoản mạch hoặc cường độ dòng điện tăng quá mức thì dây chì trong cầu chì bị nóng chảy và đứt, làm ngắt mạch điện. - Cầu chì được mắc nối tiếp với các thiết bị điện cần được bảo vệ.
2.7.Tìm hiểu 1
Sử dụng định luật Ohm và đặc điểm của cường độ dòng điện trong đoạn mạch nối tiếp, hãy chứng minh mối liên hệ giữa hiệu điện thế giữa các điểm MP, PN và MN trong mạch điện ở hình 8.4 là UMN = UMP + UPN.
Ta có: Mạch mắc nối tiếp nên I = I1 = I2; R = R1 + R2 Theo định luật Ohm ta có:
I=LATEX(U/R)
⇒LATEX(U/I)=LATEX((U1)/(I1)+(U2)/(I2)⇒U=U1+U2
⇔UMN=UMP+UPN (đpcm)
2.8.Tìm hiểu 2
Xây dựng công thức xác định điện trở tương đương của đoạn mạch gồm n điện trở có giá trị R giống nhau mắc nối tiếp.
Đoạn mạch gồm n điện trở có giá trị R giống nhau mắc nối tiếp. Rtđ = R1 + R2 + … + Rn = n.R
3.Dặn dò
Dặn dò
Ảnh
Dặn dò:
Các em nhớ đọc kĩ bài!
Cảm ơn
Ảnh