BÀI 24. NGUỒN ĐIỆN
Trang bìa
Trang bìa
BÀI 27. NGUỒN ĐIỆN
Ảnh
I. NGUỒN ĐIỆN. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CỦA NGUỒN ĐIỆN
1. Điều kiện để duy trì dòng điện
Giả sử có hai quả cầu kim loại A và B giống nhau, quả cầu A mang điện tích +q và quả cầu B mang điện tích –q. Giữa quả cầu A và B có một hiệu điện thế UAB = VA - VB (Hình 24.1a). Khi nối quả cầu A với quả cầu B bằng một sợi dây kim loại, dưới tác dụng của lực điện các electron tự do dịch chuyển từ quả cầu B sang quả cầu A tạo thành dòng điện trong mạch (Hình 24.1b). Tuy nhiên, dòng điện này không tồn tại lâu dài, mà chỉ tồn tại trong thời gian rất ngắn, khi VA = Vg thì không còn tồn tại dòng điện trong mạch (Hình 24.1c)
Hình 24.1
Ảnh
Câu hỏi:
Ảnh
2. Nguồn điện
Nguồn điện là thiết bị để tạo ra và duy trì hiệu điện thế, nhằm duy trì dòng điện trong mạch. Mỗi nguồn điện đều có hai cực là cực dương (+) và cực âm (-). Nguồn điện được kí hiệu như Hình 24.2. Hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện được duy trì ngay cả khi có dòng điện chạy qua các vật dẫn nối liền giữa hai cực của nó, có nghĩa là sự tích điện khác nhau ở các cực của nguồn điện tiếp tục được duy trì. Để tạo ra các điện cực như vậy, trong nguồn điện phải có lực thực hiện công để tách các electron ra khỏi nguyên tử, sau đó chuyển các electron hoặc ion dương được tạo thành như thế ra khỏi mỗi cực. Khi đó một cực thừa electron được gọi là cực âm, cực còn lại thiếu electron hoặc thừa ít electron hơn cực kia gọi là cực dương. Việc tách các electron ra khỏi nguyên tử không phải do lực điện thực hiện mà phải do các lực có bản chất khác với lực điện thực hiện, được gọi là các lực lạ.
3. Suất điện động của nguồn điện
Khi nối hai cực của nguồn điện bằng một vật dẫn tạo thành mạch kín thì trong mạch có dòng điện. Nếu vật dẫn làm bằng kim loại thì chỉ có sự dịch chuyển của các electron tự do từ cực âm, qua vật dẫn đến cực dương (Hình 24.3). Bên trong nguồn điện, dưới tác dụng của lực lạ, các hạt tải điện dương lại dịch chuyển ngược chiều điện trường từ cực âm đến cực dương. Khi đó, lực lạ thực hiện một công thẳng công cản của trường tĩnh điện bên trong nguồn điện. Để đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện người ta đưa ra đại lượng gọi là suất điện động của nguồn điện, kí hiệu là .
Định nghĩa
Suất điện động % của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và đo bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi làm dịch chuyển một điện tích dương q bên trong nguồn điện từ cực âm đến cực dương và độ lớn của điện tích q đó: q E = A / q (24.1) Đơn vị của suất điện động là vôn, kí hiệu là V. Số vôn ghi trên mỗi nguồn điện cho biết trị số của suất điện động của nguồn điện đó. Số vôn này cũng là giá trị của hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện khi mạch điện hở.
II. ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỆN TRỞ TRONG CỦA NGUỒN ĐIỆN LÊN HIỆU ĐIỆN THẾ GIỮA HAI CỰC CỦA NGUỒN
1. Điện trở trong của nguồn
Trong mạch điện kín, dòng điện chạy qua mạch ngoài và bên trong nguồn điện. Như vậy, nguồn điện cũng là một vật dẫn và cũng có điện trở. Điện trở này được gọi là điện trở trong của nguồn điện. Vì vậy, mỗi nguồn điện được đặc trưng bằng suất điện động % và điện trở trong r của nguồn. Trong mạch kín khi đo hiệu điện thế giữa hai đầu của nguồn, ta luôn nhận được một giá trị hiệu điện thế nhỏ hơn giá trị suất điện động của nguồn. Lí do này có một vài nguyên nhân nhưng nguyên nhân quan trọng nhất đó là các nguồn điện đều có điện trở trong.
2. Ảnh hưởng của điện trở trong của nguồn điện lên hiệu điện thế giữa hai của nguồn
Để dễ hình dung, ta tưởng tượng tách điện trở trong r của nguồn ra bên ngoài, khi đó nguồn điện được xem là lí tưởng, không có điện trở trong. Nguồn điện lúc này được xem như mắc cùng một điện trở r như mô tả ở trong phần đường đứt nét (Hình 24.4).
Ảnh
3. Bài tập luyện tập.
Ảnh
Ảnh
Mục 4
Ảnh
Ảnh