Bài 5. Đoạn mạch song song A – HỌC THEO SGK
I - CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ TRONG ĐOẠN MẠCH SONG SONG
1. Nhớ lại kiến thức lớp 7
Trong đoạn mạch gồm hai bóng đèn mắc song song:
- Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính bằng tổng 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
C1. Hai điện trở R1, R2 được mắc song song với nhau. Ampe kế đo cường độ dòng điện chạy trong mạch chính. Vôn kế đo hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở, đồng thời là hiệu điện thế của cả mạch.
C2. Chứng minh tồn tại hệ thức: 1 1
2 2
I R
I R
Ta có hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch song song bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đoạn mạch rẽ: U = U1 = U2
U = I1R1 = I2R2 1 1
2 2
I R
I R
(đpcm)
II - ĐIỆN TRỞ TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA ĐOẠN MẠCH SONG SONG
1. Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song
C3. Ta có: 1 1 2 2
1 2
U U U
I ;I ;I
R R R
Mặc khác: I = I1 + I2; U = U1 = U2
Từ các biểu thức trên ta có:
1 2 1 2 td
td 1 2 td 1 2 1 2
U U U 1 1 1 R R
R R R R R R R R R 2. Thí nghiệm kiểm tra
- Khi R1 // R2 thì IAB = 0,5 A
- Khi thay hai điện trở trên bằng điện trở tương đương thì I’AB = 0,5 A
So sánh: Ta thấy cường độ dòng điện chạy qua mạch trong hai trường hợp là bằng nhau.
3. Kết luận: Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song thì nghịch đảo của điện trở tương đương bằng tổng nghịch đảo các điện trở thành phần.
Chú ý: Các dụng cụ điện có cùng hiệu điện thế định mức được mắc song song vào mạch điện. Khi đó chúng đều hoạt động bình thường và có thể sử dụng độc lập với nhau nếu hiệu điện thế của mạch điện bằng hiệu điện thế định mức của các dụng cụ.
III - VẬN DỤNG
C4. + Đèn và quạt được mắc song song vào nguồn 220 V để chúng hoạt động bình thường.
+ Sơ đồ mạch điện (hình 5.1)
+ Nếu đèn không hoạt động thì quạt vẫn hoạt động vì quạt vẫn được mắc vào hiệu điện thế đã cho (chúng hoạt động độc lập nhau).
C5. Điện trở tương đương của đoạn mạch là:
Vì R1 // R2 do đó điện trở tương đương R12 là:
12
12 1 2
1 1 1 1 1 1
R 15
R R R 30 30 15
+ Khi mắc thêm điện trở R3 thì điện trở tương đương RAC của đoạn mạch mới là:
AC
AC 12 3
1 1 1 1 1 1
R 10
R R R 1530 10 Ta thấy: RAC nhỏ hơn mỗi điện trở thành phần.
*Chú ý: điện trở tương đương của đoạn mạch có 3 điện trở mắc song song được tính theo công thức:
td 1 2 3
1 1 1 1
R R R R
Nếu có các điện trở bằng nhau mắc song song (R1 = R2 = R3) thì: td R R 3 B – GIẢI BÀI TẬP
I –BÀI TẬP TRONG SBT
Câu 5.1 trang 16 VBT Vật Lí 9.
Tóm tắt:
R1 = 15, R2 = 10, UV = 12V a) RAB =?
b) IA = ? IA1 = ? IA2 = ? Hướng dẫn giải
Mạch điện gồm R1 // R2
a) Điện trở tương đương của đoạn mạch:
1 2
AB
1 2
R .R 15.10
R 6
R R 15 10
b) Số chỉ của các ampe kế là:
Cường độ dòng điện qua mạch chính là:
V A
td
U 12
I I 2 A
R 6
Vì R1 mắc song song với R2 nên U1 = U2 = UV = 12 V. Ta có:
1 1
1 2 2
2
U 12
I 0,8 A
R 15 U 12
I 1, 2 A
R 10
Vậy ampe kế ở mạch chính chỉ 2 A, ampe kế 1 chỉ 0,8 A, ampe kế 2 chỉ 1,2 A.
Câu 5.2 trang 16 VBT Vật Lí 9.
Tóm tắt:
R1 = 5, R2 = 10, IA1 = I1 = 0,6A a) UAB = ?
b) IAB = ?
Hướng dẫn giải
Mạch điện gồm: R1 // R2
a) Hiệu điện thế giữa hai đầu AB của đoạn mạch là:
UAB = U1 = I1.R1 = 0,6.5 = 3 V
b) Cường độ dòng điện ở mạch chính là:
Ta có: AB 1 2
1 2
R .R 5.10 10
R R R 5 10 3
Suy ra: AB
AB
U 3
I 0,9 A
R 10
3
Câu 5.3 trang 17 VBT Vật Lí 9.
Tóm tắt:
R1 = 20 Ω; R2 = 30 Ω; IA = 1,2 A;
IA1 = ?; IA2 = ? Hướng dẫn giải
Ta có: AB 1 2
1 2
R .R 20.30
R 12
R R 20 30
Vì R1 // R2 nên:
UAB = U1 = U2 = IARAB = 1,2.12 = 14,4 (V)
Số chỉ của Ampe kế 1 là: 1 1
1
U 14, 4
I 0,72 A
R 20
Số chỉ của Ampe kế 2 là: 2 2
2
U 14, 4
I 0, 48 A
R 30
Câu 5.4 trang 17 VBT Vật Lí 9.
Tóm tắt:
R1 = 15, I1max = 2A R2 = 10, I1max = 1A R1 // R2
Umax = ?
Hướng dẫn giải Đáp án đúng là: B
Hiệu điện thế tối đa đặt vào hai đầu điện trở R1 là:
U1max = R1.I1max = 15.2 = 30 V
Hiệu điện thế tối đa đặt vào hai đầu điện trở R2 là:
U2max = R2.I2max = 10.1 = 10 V
Vì hai điện trở ghép song song nên hiệu điện thế giữa hai đầu các điện trở phải bằng nhau. Vì vậy hiệu điện thế tối đa có thể đặt vào hai đầu đoạn mạch là:
Umax = U2max = 10 V
Câu 5.5 trang 17 VBT Vật Lí 9.
Tóm tắt:
UV = 36 V; IA = 3 A; R1 = 30 a) R2 = ?
b) IA1 = ? IA2 = ? Hướng dẫn giải
Mạch điện gồm R1 // R2
a) Điện trở tương đương của toàn mạch là:
V MN
A
U 36
R 12
I 3
Vì R1 mắc song song R2 nên ta có:
2
MN 1 2 2
1 1 1 1 1 1
R 20
R R R 12 30R Vậy điện trở R2 là:R2 20
b) Số chỉ của các ampe kế A1 và A2 là:
Vì R1 // R2 nên: U1 = U2 = UV = 36V
1
A1 1
1
U 36
I I 1, 2 A
R 30
2
A2 2
2
U 36
I I 1,8 A
R 20
Câu 5.6 trang 17 VBT Vật Lí 9.
Tóm tắt:
R1 = 10 ; R2 = R3 = 20 R1 // R2 // R3
U = 12V a) Rtd = ?
b) I = ? I1 = ? I2 = ? I3 = ? Hướng dẫn giải
a) Điện trở tương đương của đoạn mạch là:
Vì R1, R2, R3 mắc song song với nhau nên ta có:
td
td 1 2 3
1 1 1 1 1 1 1 1
R 5
R R R R 10 20 20 5
b) Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính và từng mạch rẽ là:
Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính là:
td
U 12
I 2, 4 A
R 5
Vì R1, R2, R3 mắc song song với nhau nên: U1 = U2 = U3 = U
Cường độ dòng điện chạy qua từng mạch rẽ là:
1 1
1 2 2
2 3 3
3
U 12
I 1, 2 A
R 10 U 12
I 0,6 A
R 20 U 12
I 0,6 A
R 20
II – BÀI TẬP BỔ SUNG
Câu 5a trang 17 VBT Vật Lí 9: Hai điện trở R1 = 20 Ω; R2 = 30 Ω được mắc nối tiếp nhau. Điện trở tương đương của đoạn mạch này là bao nhiêu?
A. 12 Ω B. 0,8 Ω C. 50 Ω D. 600 Ω
Tóm tắt:
R1 = 20 Ω, R2 = 30 Ω; R1 nt R2; Rtđ = ?
Hướng dẫn giải Đáp án đúng là: C
R1 nt R2 nên Rtđ = R1 + R2 = 20 + 30 = 50 Ω
Câu 5b trang 18 VBT Vật Lí 9: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 5.2. R1 = 5 Ω;
vôn kế chỉ 6 V; ampe kế chỉ 0,5 A. Tính điện trở R2 theo hai cách.
Tóm tắt
R1 = 5 Ω; U = 6 V; I = 0,5 A; R1 // R2
R2 = ? theo hai cách.
Hướng dẫn giải
Ta có: U = U1 = U2 = 6 V
Theo định luật Ôm: 1 1
1
U 6
I 1, 2 A
R 5
Ta thấy I1 > I = 0,5 A
Điều này không xảy ra vì cường độ dòng mạch chính phải luôn lớn hơn cường độ trong mạch rẽ. Vậy ĐỀ BÀI SAI
