Cách giải bài tập Ghép các nguồn điện thành bộ hay, chi tiết




A. Phương pháp & Ví dụ

Mắc nguồn điện thành bộ:

•Mắc nối tiếp:

Eb = E1 + E2 + ... + En

rb = r1 + r2 + ... + rn

Nếu có n bộ giống nhau (E, r)

•Mắc xung đối:

•Mắc song song:

Nếu có n bộ giống nhau:

•Mắc hỗn hợp xung đối:

Với m là số nhánh, n là số nguồn trong mỗi nhánh.

Ví dụ 1: Mang n acquy (E,r) giống nhau nối với điện trở mạch ngoài R. Tìm điều kiện để cường độ dòng điện qua R lúc n acquy tiếp nối hoặc song song đều như nhau.

Hướng dẫn:

- Lúc n acquy tiếp nối, ta mang: Eb = nE và rb = nr

- Lúc n acquy song song, ta mang: Eb = E và rb = r/n

- Để dòng điện qua R lúc n acquy tiếp nối hoặc song song đều như nhau thì:

⇔ nR + r = R + nR ⇒ R = r.

Ví dụ 2: Điện trở R = 2Ω mắc vào một bộ nguồn gồm hai pin giống nhau. Lúc hai pin tiếp nối, cường độ qua R là I1 = 0,75A. Lúc hai pin song song cường độ qua R là I2 = 0,6A. Tìm e, r0 của mỗi pin.

Hướng dẫn:

- Lúc Hai pin mắc tiếp nối: Eb = 2e; rb = 2r0.

Ta mang:

⇔ 0,75 + 0,75r0 = e (1)

- Lúc Hai pin mắc song song:

Ta mang:

⇔ 2,4 + 0,6r0 = 2e (2)

- Từ (1) và (2), ta mang:

Ví dụ 3: Mang 18 pin giống nhau, mỗi pin mang e = 1,5V, r0 = 0,2Ω được mắc thành Hai dãy song song, mỗi dãy 9 pin tiếp nối. Điện trở R = 2,1Ω mắc vào hai đầu bộ pin trên.

a) Tính suất điện động và điện trở trong tương đương của bộ nguồn.

b) Tính cường độ qua R.

Hướng dẫn:

a) Suất điện động và điện trở trong tương đương của bộ nguồn

Suất điện động của bộ nguồn: Eb = 9e = 9.1,5 = 13,5V.

Điện trở trong của bộ nguồn:

b)

Ví dụ 4: Cho mạch điện như hình vẽ, mỗi pin mang e = 1,5V, r0 = 1Ω, R = 6Ω. Tìm cường độ dòng điện qua mạch chính.

Hướng dẫn:

Suất điện động của bộ nguồn: Eb = EAM + EMB

EAM = ne = 2.1,5 = 3V; EMB = n'e = 3.1,5 = 4,5V

⇒ Eb = 3 + 4,5 = 7,5V

Ví dụ 5: Mang N = 80 nguồn giống nhau, mỗi nguồn mang e = 1,5V, r0 = 1Ω mắc thành x dãy song song, mỗi dãy y nguồn tiếp nối. Mạch ngoài là điện trở R. Tìm x, y để cường độ qua R to nhất.

Xét lúc R bằng:

a) 5Ω.

b) 6Ω.

Hướng dẫn:

Ta mang: Eb = yE = 1,5y;

xy = N = 80 (2)

Cường độ dòng điện qua điện trở R:

Thay (2) vào (3) ta được:

Để y = ymax thì M = (Rx + y) đạt cực tiểu.

Vì x, y đều dương nên theo bất đẳng thức Cô–si:

Dấu ‘=’ xảy ra lúc Rx = y (4)

Kết hợp (4) với (2), ta mang:

a) Với R = 5Ω ⇒

Vậy: Với R = 5Ω thì bộ nguồn gồm 4 dãy và mỗi dãy mang 20 acquy.

b) Với R = 6Ω ⇒

Vì x, y nguyên và xy = 80 nên suy ra x = 4; y = 20.

Vậy: Với R = 6Ω thì bộ nguồn gồm 4 dãy và mỗi dãy mang 20 acquy.

B. Bài tập

Bài 1.Cho mạch điện như hình vẽ, bộ nguồn gồm Hai dãy, mỗi dãy 4 pin tiếp nối, mỗi pin mang: e = 1,5V, r0 = 0,25Ω, mạch ngoài, R1 = 12Ω, R2 = 1Ω, R3 = 8Ω, R4 = 4Ω. Biết cường độ dòng điện qua R1 là 0,24A. Tính:

a) Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn tương đương.

b) UAB và cường độ dòng điện qua mạch chính.

c) Trị giá điện trở R5.

Bài 2. Cho mạch điện như hình vẽ, mỗi nguồn mang: e = 1,5V, r0 = 1Ω, R1 = 6Ω, R2 = 12Ω, R3 = 4Ω.

Tìm cường độ dòng điện qua mạch chính.

Bài 3. Cho mạch điện như hình vẽ, mỗi nguồn e = 12V, r0 = 2Ω, R2 = 3Ω, R3 = 6Ω, R1 = 2R4, RV rất to.

a) Vôn kế chỉ 2V. Tính R1, R4.

b) Thay vôn kế bằng ampe kế mang RA = 0. Tìm số chỉ của ampe kế.

Bài 4. Mang 7 nguồn điện giống nhau, mỗi nguồn mang e = 6V, r0 = 2/3Ω mắc như hình vẽ. R1 = 3Ω, R2 = 6Ω, R3 = 2Ω, RA = 0. Tìm số chỉ của ampe kế.

Bài 5. Mang 16 nguồn giống nhau, mỗi nguồn e = 2V, r0 = 1Ω, mắc thành hai dãy song song, mỗi dãy x và y nguồn tiếp nối. Mạch ngoài là R = 15Ω. Tìm x, y để cường độ qua một dãy bằng 0.

Bài 6. Mang n nguồn giống nhau (e, r) mắc song song. Mang một nguồn mắc ngược với những nguồn khác. Tìm cường độ và hiệu điện thế của mỗi nguồn.

  • Dạng 1: Định luật Ôm cho mạch kín
  • Trắc nghiệm Định luật Ôm cho mạch kín
  • Trắc nghiệm Ghép những nguồn điện thành bộ
  • Dạng 3: Định luật Ôm cho đoạn mạch chứa nguồn điện, máy thu
  • Trắc nghiệm Định luật Ôm cho đoạn mạch chứa nguồn điện, máy thu
  • 50 bài tập trắc nghiệm Định luật Ôm đối với toàn mạch mang đáp án chi tiết (phần 1)
  • 50 bài tập trắc nghiệm Định luật Ôm đối với toàn mạch mang đáp án chi tiết (phần 2)

Giới thiệu kênh Youtube VietJack

Nhà băng trắc nghiệm lớp 11 tại khoahoc.vietjack.com





--- Cập nhật: 23-01-2023 --- edu.dinhthienbao.com tìm được thêm bài viết Chuyên đề: Bài tập về mạch điện có nhiều nguồn từ website lecttr.com cho từ khoá bài tập về mắc nguồn thành bộ mang lời giải.

Bài tập ví dụ

Bài tập 1: Cho mạch điện như hình vẽ e1 = 12 V, e2 = 9 V, e3 = 3 V, r1 = r2 = r3 = Một Ω, R1 = R2 = R3 = Hai Ω. Tình UAB và cường độ dòng điện qua những nhánh.

Phương pháp giải: 

Ở dạng này ta sẽ làm quen với những bài toán mang nhiều nguồn hơn và mang thể mắc song song nhau hoặc mắc tiếp nối nhau. Để khắc phục được bài toán này ta cần biết công thức tính nguồn tương đương cũng như điện trở tương đương ở những trường hợp song song và tiếp nối.

  • Mạch gồm n nguồn tiếp nối nhau:

Lúc đó ta mang Eb và rb tuần tự là:

Eb = E1 + E2 + … + En

rb = r1 + r2 + … + rn

  • Mach gồm n nguồn mắc song song nhau:

Giả sử bộ nguồn tương đương với một nguồn mang cực dương tại A, cực âm tại B

Điện trở tương đương của bộ nguồn:

(frac{1}{r_b}=frac{1}{r_1}+frac{1}{r_2}+…+frac{1}{r_n})

Giả sử chiều dòng điện qua những nguồn được nghĩa như hình vẽ ta mang được cường độ điện qua những nguồn tuần tự là:

(I_1=frac{e_1-U_{AB}}{r_1})

(I_2=frac{e_2+U_{AB}}{r_2})

(I_3=frac{e_3-U_{AB}}{r_3})

Mặt khác ta mang:

(U_{AB}=e_b=frac{frac{e_1}{r_1}-frac{e_2}{r_2}+…+frac{e_n}{r_n}}{frac{1}{r_b}})

– Nếu gặp cực dương của nguồn trước thì lấy dấu “+”.

– Nếu gặp cực âm của nguồn trước thì lấy dấu “-“.

– Nếu tính eb < 0 thì cực của nguồn tương đương trái lại với điều giả sử ban sơ.

– Tương tự tính ra I < 0 thì chiều giả sử dòng điện là sai, chiều đúng là chiều ngược chiều giả sử.

Lời giải: 

Coi AB là hai cực của nguồn tương đương với A là cực dương, mạch ngoài coi như mang điện trở vô cùng to.

Ta mang điện trở tương đương của hệ là:

(frac{1}{r_b}=frac{1}{r_1+R_1}+frac{1}{r_2+R_2}+frac{1}{r_3+R_3})

⇒ rb = Một Ω

Theo như công thức tính suất điện động của tụ ta được:

(U_{AB}=e_b=frac{frac{e_1}{r_1+R_1}-frac{e_2}{r_2+R_2}+frac{e_3}{r_3+R_3}}{frac{1}{r_b}}=frac{frac{12}{1+2}-frac{9}{1+2}+frac{3}{1+2}}{frac{1}{1}}=2: V)

Dòng điện đi qua những điện trở tuần tự là:

(I_1=frac{e_1-U_{AB}}{r_1+R_1}=frac{12-2}{1+2}=frac{10}{3}: A)

(I_2=frac{e_2+U_{AB}}{r_2+R_2}=frac{9+2}{1+2}=frac{11}{3}: A)

(I_3=frac{e_3-U_{AB}}{r_3+R_3}=frac{3-2}{1+2}=frac{1}{3}: A)

Bài tập 2: Cho mạch điện như hình vẽ:

e1 = 18 V, e2 = 9 V, r1 = Hai Ω, r2 = Một Ω, R1 = 5 Ω, R2 = 10 Ω, R3 = Hai Ω, R là biến trở. Tìm trị giá của biến trở để công suất là to nhất, tính trị giá to nhất đó.

Lời giải:

Gọi nguồn tương đương mang hai cực B và N, giả sử chiều dòng điện như hình vẽ.

Để tính công suất trên biến trở ta cần biết điện áp hai đầu của biến trở hay ta cần tìm hiệu điện thế giữa hai điểm B và N. Bài toán lúc này quy sang tìm nguồn qua biến trở R nên ta loại bỏ biến trở R và tính toán như sau:

Lúc bỏ R mạch sẽ thành mạch cầu thăng bằng nên ta sẽ bỏ được r1 = Hai Ω.

Điện trở tương đương của bộ sẽ là:

(r_{BN}=(R_1: nt: R_2)//(r_2: nt : R_3)=frac{(R_1+R_2)(r_2+R_3)}{R_1+R_2+r_2+R_3}=frac{(5+10)(1+2)}{5+10+1+2}=2,5: Omega)

(=frac{(5+10)(1+2)}{5+10+1+2}=2,5: Omega)

Hiệu điện thế giữa hai điểm AM là:

(U_{AM}=frac{frac{e_1}{r_1}+frac{e_2}{r_2+R_1}+frac{0}{R_2+R_3}}{frac{1}{r_1}+frac{1}{r_2+R_1}+frac{1}{R_2+R_3}}=14: V)

Định luật Ohm cho đoạn mạch AR2M ta được:

(I_{23}=I_2=I_3=frac{U_{AM}}{R_2+R_3}=frac{14}{10+2}=frac{7}{6}: A) (Rightarrow U_{NM}=U_3=I_3R_3=frac{7}{6}.2=frac{7}{3}: A)

Tương tự ta mang:

(U_{AM}=e_2+I_1(R_1+r_2)=9+I_1(5+1)=9+6I_1=14) (Rightarrow I_1=frac{5}{6}: A)

(Rightarrow U_{BM}=e_2+I_1r_2=9+frac{5}{6}.1=frac{59}{6}: A) (Rightarrow U_{BN}=U_{BM}+U_{MN}=frac{59}{6}-frac{7}{3}=7,5: A)

Vậy PRmax lúc R = rb = 2,5 Ω và 

(P_{Rmax}=frac{e_b^2}{4R_b}=frac{U_{BN^2}}{4r_b}=frac{7,5^2}{4.2,5}=5,625 : W)

Bài tập tự luyện

Bài tập 1: Cho mạch điện như hình vẽ: e1 = 24 V, e2 = 6 V, r1 = r2 = Một Ω, R1 = 5 Ω, R2 = Hai Ω, R là biến trở. Với trị giá nào của biến trở thì công suất trên R đạt cực đại, tìm trị giá cực đại đó.

Bài tập 2: Cho mạch điện như hình vẽ:

e1 = 6 V, e2 = 18 V, r1 = r2 = Hai Ω, R0 = 4 Ω, Đ : (6 V – 6 W), R là biến trở.

a. Lúc R = 6 Ω, đèn sáng như thế nào?

b. Tìm R để đèn sáng thông thường.

Bài tập 3: Cho mạch điện như hình vẽ:

R1 = 4 Ω, R2 = Hai Ω, R3 = 6 Ω, R4 = R5 = 6 Ω, E2 = 15 V, r = Một Ω, E1 = 3 V, r1 = Một Ω.

a. Tình cường độ dòng điện qua mạch chính.

b. Tính UAB, UCD, UMD

c. Tính công suất của nguồn và máy thu.


--- Cập nhật: 23-01-2023 --- edu.dinhthienbao.com tìm được thêm bài viết Bài Tập Về Mạch Điện Lớp 11 (Cơ Bản) – Phần Định Luật Ôm Cho Toàn Mạch từ website www.kienguru.vn cho từ khoá bài tập về mắc nguồn thành bộ mang lời giải.

I. Bài tập về mạch điện lớp 11 (Cơ bản)

1. Một nguồn điện mang điện trở trong 0,1 (Ω) được mắc với điện trở 4,8 (Ω) thành mạch kín. Lúc đó hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 12 (V). Cường độ dòng điện trong mạch là bao nhiêu?

2. Một nguồn điện mang điện trở trong 0,1 (Ω) được mắc với điện trở 4,8 (Ω) thành mạch kín. Lúc đó hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 12 (V). Suất điện động của nguồn điện là bao nhiêu?

3. Người ta mắc hai cực của nguồn điện với một biến trở mang thể thay đổi từ 0 tới vô cực. Lúc trị giá của biến trở rất to thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 4,5 (V). Giảm trị giá của biến trở tới lúc cường độ dòng điện trong mạch là 2 (A) thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 4 (V). Suất điện động và điện trở trong của nguồn điện là bao nhiêu?

4. Một nguồn điện mang suất điện động E = 6 (V), điện trở trong r = 2 (Ω), mạch ngoài mang điện trở R. Để công suất tiêu thụ ở mạch ngoài là 4 (W) thì điện trở R phải mang trị giá là bao nhiêu ?

5. Tiêu dùng một nguồn điện để thắp sáng tuần tự hai bóng đèn mang điện trở R1 = 2 (Ω) và R2 = 8 (Ω), lúc đó công suất tiêu thụ của hai bóng đèn là như nhau. Điện trở trong của nguồn điện là bao nhiêu?

6. Một nguồn điện mang suất điện động E = 6 (V), điện trở trong r = 2 (Ω), mạch ngoài mang điện trở R. Để công suất tiêu thụ ở mạch ngoài là 4 (W) thì điện trở R phải mang trị giá là bao nhiêu?

7. Một nguồn điện mang suất điện động E = 6 (V), điện trở trong r = 2 (Ω), mạch ngoài mang điện trở R. Để công suất tiêu thụ ở mạch ngoài đạt trị giá to nhất thì điện trở R phải mang trị giá là bao nhiêu?

8. Biết rằng lúc điện trở mạch ngoài của một nguồn điện tăng từ R1 = 3 (Ω) tới R2 = 10,5 (Ω) thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn tăng gấp hai lần. Điện trở trong của nguồn điện đó là bao nhiêu?

9. Cho một mạch điện kín gồm nguồn điện mang suất điện động E = 12 (V), điện trở trong r = 2,5 (Ω), mạch ngoài gồm điện trở R1 = 0,5 (Ω) mắc tiếp nối với một điện trở R. Để công suất tiêu thụ ở mạch ngoài to nhất thì điện trở R phải mang trị giá là bao nhiêu

II. Hướng dẫn giải giải bài tập vật lý 11 cơ bản

1. Hướng dẫn: Cường độ dòng điện trong mạch là

2. Cường độ dòng điện trong mạch sẽ là 

Suất điện động của nguồn điện sẽ là E = IR + Ir = U + Ir = 12 + 2,5.0,1 = 12,25 (V).

3. Hướng dẫn:

Lúc trị giá của biến trở rất to thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 4,5 (V). Suy ra suất điện động của nguồn điện là E = 4,5 (V).

Ứng dụng công thức E = U + Ir với I = 2 (A) và U = 4 (V) ta tính được điện trở trong của nguồn điện là r = 0,25 (Ω).

4. Hướng dẫn: Công suất tiêu thụ mạch ngoài là P = R.I, cường độ dòng điện trong mạch là

P = 4 (W) ta tính được là R = 1 (Ω).

5. Hướng dẫn: Ứng dụng công thức  ( xem câu 4), lúc R = R1 ta mang 

, theo bài ra P1 = P2 ta tính được r = 4 (Ω).

6. Hướng dẫn: Ứng dụng công thức (Xem câu 4) với E = 6 (V), r = 2 (Ω)

và P = 4 (W) ta tính được R = 4 (Ω).

7. Hướng dẫn: Ứng dụng công thức (Xem câu 4) ta được 

8. Hướng dẫn:

Lúc R = R1 = 3 (Ω) thì cường độ dòng điện trong mạch là I1 và hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở là U1, lúc R = R2 = 10,5 (Ω) thì cường độ dòng điện trong mạch là I2 và hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở là U2. Theo bài ra ta mang U2 = 2U1 suy ra I1 = 1,75.I2.

Ứng dụng công thức E = I(R + r), lúc R = R1 = 3 (Ω) ta mang E = I1(R1 + r), lúc R = R2 = 10,5 (Ω) ta mang E = I2(R2 + r) suy ra I1(R1 + r) = I2(R2 + r).

Giải hệ phương trình:

  I1=1,75.I2 I1(3+r)=I2.(10,5+r)

ta được r = 7 (Ω).

9. Hướng dẫn:

Điện trở mạch ngoài là RTM = R1 + R

Xem hướng dẫn câu 7 Lúc công suất tiêu thụ mạch ngoài to nhất thì RTM = r = 2,5 (Ω).

Vậy là chúng ta đã cùng nhau bước những trong phần định luật ôm. 

Nếu như những bạn chưa biết thì những dạng bài tập vận dụng định luật ôm là một trong những nội dung khá là quan yếu để những bạn hiểu rõ hơn phần lý thuyết trong những bài học trước và cũng là nền tảng giúp những bạn tiện lợi tiếp thu tốt những nội dung tăng về dòng điện sau này.

Hãy học thật siêng năng lý thuyết và thực hiện thật nhuần nhuyễn những nhé. 

Hứa hẹn gặp những bạn vào những bài tập tiếp theo của Kiến Guru.

Leave a Comment

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *