Bài giảng môn Vật lí Lớp 11 - Bài 7: Dòng điện không đổi. Nguồn điện

Dòng điện không đổi 
Team: Fair Play 
Ứng dụng của dòng điện một chiều 
Nguồn một chiều dùng trong ô tô 
Nguồn 1 chiều dùng trong mạch điện tử điển hình là máy tính bàn 
Dự trữ năng lượng dưới dạng hóa năng trong ắc quy 
Nguồn pin máy tính và pin điện thoại là nguồn một chiều 
I.Dòng điện 
1. Định nghĩa: 
Dòng điện là dòng điện tích dịch chuyển có hướng qua vật dẫn 
2. Chiều của dòng điện 
Chiều của dòng điện là chiều chuyển động của các điện tích dương 
3. Dòng điện không đổi: 
Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và độ lớn không đổi theo thời gian 
Cường độ dòng điện 
1.Cường độ dòng điện qua một bề mặt được định nghĩa là lượng điện tích di chuyển qua bề mặt đó trong một đơn vi thời gian: 
Q: điện lượng (C) 
t: thời gian (s) 
I: cường đô dòng điện (A) 
	2. Đơn vị cường độ dòng điện: ampe 
	Kí hiệu : A: 1A= 
	Một số ước của ampe: 
 1miliampe (mA) = 10 -3 (A) 
 1microampe ( μ A) = 10 -6 (A) 
André-Marie Ampère 
(20/1/1775-10/6/1836) 
3. Điện lượng 
Định nghĩa: Là lượng điện tích dịch chuyển qua một tiết diện thẳng trong khoảng thời gian t 
 q = I.t hoặc q = n.e 
Trong đó: I: Cường độ dòng điện (A) 
 t: thời gian (s) 
 n: số hạt mang điện 
 e = 1,6.10 -19 C 
4. Nguồn điện 
Điều kiện để có nguồn điện là phải có một hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn 
Một số nguồn điện thường gặp: 
Nguồn điện duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện 
Các dạng bài và phương pháp: 
Dòng điện không đổi, định luật Ohm 
Định luật Ohm với các loại đoạn mạch 
Công suất điện, định luật Jun—Len-xơ 
Định luật Faraday, các phương pháp khác 
4 
1 
2 
3 
Chúng ta sẽ đi tìm hiểu 
một số dạng bài và phương pháp điển hình sau: 
Dòng điện không đổi, định luật ô m cho đoạn mạch chỉ có điện trở 
Phương pháp chung: 
 Biết cách vận dụng công thức tính cường độ dòng điện không đổi 
 Phân tích được sơ đồ mạch, vẽ lại mạch từ phức tạp về đơn giản, hiểu nguyên lý các dụng cụ điện 
 Áp dụng các định luật về dòng điện không đổi như định luật Ohm, Kiếc-sốp, 
 Áp dụng các phương pháp để làm đơn giản bài toán như phương pháp điện thế nút, nguồn tương đương, 
Định luật Ohm cho toàn mạch và đối với cá loại đoạn mạch.  
Công thức cần nhớ: 
 Định luật Ohm đối với đoạn mạch có chứa nguồn điện: 
 Định luật Ohm đối với đoạn mạch có chứa máy thu: 
 Định luật Ohm tổng quát đối với các loại đoạn mạch: 
Quy ước: E mang dấu dương nếu dòng điện đi vào từ cực âm và mang dấu âm nếu dòng điện đi vào từ cực dương. 
Công suất điện, định luật Jun−Len-xơ 
I.Công và công suất của nguồn điện: 
- Bản chất công của nguồn điện là công của lực lạ làm dịch chuyển điện tích trong nguồn điện 
- Kí hiệu A,q, E ,I, t, P lần lượt là công của nguồn, điện lượng chuyển qua nguồn, suất điện động của nguồn, dòng điện chạy qua nguồn, thời gian dòng điện chạy qua, công suất của nguồn 
A=q E = E I t; P =A/t= E I 
II. Định luật Jun−Len-xơ: 
trong trường hợp đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R (thuần điện trở), công của lực điện chỉ có tác dụng làm tăng nội năng của vật: 
A=Q=Uit=RI 2 t 
Định luật: Nhiệt lượng tỏa ra trên một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật, với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật: 
Q=RI 2 t 
Định luật Faraday 
I.Định luật I Faraday: 
Nội dung: Khối lượng m của chất được giải phóng ra ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ với điện lượng q chạy qua bình đó : 
m=kq 
Hệ số tỉ lệ k được gọi là đương lượng điện hóa (đơn vị: g/C) 
II. Định luật II Faraday: 
Nội dung: Gọi A,n lần lượt là khối lượng mol và hóa trị của chất điện phân 
Đương lượng điện hóa k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam của nguyên tố đó: 
Thí nghiệm chứng tỏ c có cùng một trị số đối với tất cả các chất. Người ta thường kí hiệu 
Trong đó F cũng là hắng số đối với mọi chất gọi là hằng số Faraday. Kết quả thí nghiệm (khi mđo bằng gam) cho: 
F≈96 500 C/mol 
III. Công thức Faraday về điện phân: 
Một số phương pháp khác 
	I. Phương pháp Kiếc-xốp (Kirchhoff) 
	Trong nhiều trường hợp, ta có thể dùng phương pháp kiếc-xốp để giải các bài toán về mạch điện phức tạp, thay cho việc vận dụng định luật Ôm 
Gustav Kirchhoff 
(12/3/1824 – 17/10/1887) 
Là nhà vật lý học người Đức có 3 định luật nổi tiếng đó là định luật kiếc-xốp cho mạch điện một chiều, nhiệt hóa học và quang phổ học 
Định luật 1 kiếc-xốp: 
Định nghĩa: Là định luật bảo toàn điện tích áp dụng cho dòng điện không đổi 
 hay 
Nếu ta quy ước đánh dấu “+” cho những dòng điện đi tới nút, và dấu “-” cho những dòng điện rời khỏi nút, thì có thể viết dưới dạng: 
I 1 
I 6 
I 2 
I 5 
I 3 
I 4 
Định luật 2 kiếc-xốp: 
 Định luật này thực chất là vận dụng định luật ôm tổng quát cho một mạch kín bất kì. 
 Biểu thức: 
 Chú ý dấu của E là dương khi chiều chọn là từ cực âm đến dương và ngược lại 
Các hệ thức: 
	 Mắt ABD: R 1 .I1 –R 5 .I 5 – R 4 .I 4 = E 1 + E 5 - E 4 
	Mắt DCB: - R 5 .I 5 + R 3 .I 3 + R 2 .I 2 = E 5 + E 3 – E 2 
	Mắt ABCD: R 1 .I1-R 2 .I 2 -R 3 .I 3 - R 4 .I 4 = E 1 + E 2 - E 3 - E 4 
II. Phương pháp nguồn tương đương 
Trong nhiều các bài toán có nhiều nguồn mắc hỗn hợp không đối xứng để giải quyết vấn đề theo cách thông thường rất phức tạp và mất thời gian. Để đơn giản hóa vấn đề chúng ta có thể sử dụng phương pháp nguồn tương đương. 
Tổng Quát: 
Xét nguồn điện như hình bên. Ta có thể thay thế toàn bộ bộ nguồn trên bằng một nguồn E,r đơn giản: 
với E,r xác định bởi: 
E 1 ;r 1 
E 2 ;r 2 
E n ;r n 
A 
B 
I 1 
I 2 
I 3 
R 1 
R 2 
R 3 
Chú ý: 
+ Nếu xét theo chiều AB, những nguồn có cực dương mắc với A sẽ có dấu +, cực dương mắc với B sẽ có dấu – 
+ Nếu E tính ra có giá trị <0 thì cực dương của E mắc ở B 
Các trường hợp đặc biệt: 
Các nguồn mắc nối tiếp: 
- Các nguồn giống nhau mắc song song: 
Ñoái vôùi moät maïch ñieän doøng khoâng ñoåi coù nhieàu nguồn, nhieàu ñieän trôû thì theo nguyeân lyù choàng chaát, doøng ñieän trong moät nhaùnh naøo ñoù baèng toång ñaïi soá caùc doøng ñieän trong nhaùnh aáy khi chòu taùc duïng cuûa moät nguoàn, coøn caùc nguoàn khaùc ñöôïc thay theá baèng ñieän trôû noäi cuûa caùc nguoàn ñoù. Phöông phaùp tính doøng ñieän döïa theo nguyeân lyù choàng chaát ñöôïc goïi laø phöông phaùp choàng chaát. 
Trong phöông phaùp naøy, ta tuaân theo caùc quy taéc nhö sau: 
Neáu giaù trò I cuûa nguoàn sau khi tính laø döông thì nguoàn ñoù laø nguoàn phaùt. 
Neáu giaù trò I cuûa nguoàn sau khi tính laø aâm thì nguoàn ñoù laø nguoàn thu. 
Neáu giaù trò I cuûa moät nhaùnh baát kyø laø aâm thì chieàu cuûa doøng ñieän trong nhaùnh ñoù seõ ngöôïc laïi vôùi chieàu ñaõ choïn. 
Trong maïch coù nhieàu nguoàn, chieàu cuûa doøng ñieän ñöôïc caên cöù vaøo nguoàn coù suaát ñieän ñoäng E lôùn nhaát. 
Khi giaûi maïch ñoái vôùi töøng nguoàn rieâng thì chieàu doøng ñieän seõ ñi töø cöïc döông ñeán cöïc aâm cuûa nguoàn. 	 
III. Phöông phaùp choàng chaát 
	Các bước giải bài toán bằng phương pháp chồng chất: 
	 Phương pháp này thường được áp dụng cho những dạng mạch điện có nhiều nguồn điện và khi xét riêng với từng nguồn điện ta sẽ có được những mạch điện đơn giản hơn. 
Ta xét bài toán có nhiếu suất điện động E 1 , E 2 , E 3  
	 V í dụ: 
E 1 
E 2 
E 3 
A 
E 4 
E 1 
E 3 
E 2 
Giải bài toán bằng phương pháp chồng chất gồm các bước sau: 
 Bước 1: Cho suất điện động E 1 tác dụng đơn độc, các suất điện động còn lại được loại bỏ (vẫn còn điện trở trong), giải mạch điện chỉ còn suất điện động thứ nhất ta sẽ tìm được cường độ dòng điện trong các nhánh do suất điện động này gây ra, kí hiệu: I 11 , I 21 , I 31 , 
 Bước 2: Lặp lại bước 1, cho suất điện động E 2 ta tính được dòng điện trong các nhánh do E 2 gây ra, kí hiệu I 12 , I 22 , I 32 , 
 Bước 3: Cứ tuần tự làm lần lượt với từng suất điện động như hai suất điện động 1 và 2 
 Bước 4: Cộng đại số tất cả các dòng điện trong mỗi nhánh, ta sẽ được dòng điện kết quả của nhánh.Chú ý chiều dòng điện. 
Finding physicist 
Luật chơi: 
 Chúng tôi sẽ đưa ra các gợi ý liên quan đến các nhà vật lý học. 
 Tìm ra đáp án dán trên người bạn cùng chơi BẰNG MIỆNG 
Đội thắng sẽ không có quà đâu 
Câu 2: 
giải thích về các loại màu sắc của vật thể 
 người sáng lập ra vật lý học cổ điển 
 tìm ra sức hút của quả đất 
Câu 3: 
tìm ra nghiệm của phương trình cường độ dòng điện của mạch dao động tắt dần 
 Nhiệt động lực học và thang nhiệt độ Kelvin 
Câu 4: 
- phát hiện ra hiện tượng cảm ứng điện từ 
 là người có công lớn nhất trong việc biến từ thành Điện 
 người phát minh ra máy phát 
Câu 1: 
Phát hiện ra ddingj luật dùng nhiều trong các mạch điện một chiều 
Câu 5: 
Giải thưởng Nôben (1918) 
 Đề xuất (1900) lượng tử tác dụng và xuất phát từ ý tưởng lượng tử mà đưa ra định luật bức xạ mang tên ông 
 người sáng lập lí thuyết lượng tử 
Câu 6: 
phát minh ra định luật về lực xoắn 
 Dựa vàođó, ông chế tạo ra dụng cụ để đo các lực nhỏ, gọi là cái "cân xoắn 
 tìm ra định luật về tương tác tĩnh điện 
Câu 7: 
người đầu tiên đạt giải Nobel Vật lý năm 1901 
 phát hiện ra tia X có thể chẩn đóan cấu trúc xương 
Câu 8: 
hồi nhỏ bị coi là học sinh dốt nát và tâm thần 
 phát minh ra máy chiếu phim, máy ghi âm 
 bỏ học năm lớp 2 
Câu 9: 
Người gốc do thái 
 cha đẻ vật lý hiện đại 
 phát triển thuyết tương đối 
Câu 10: 
Giỏi hình học 
 Hãy cho tôi một điểm tựa, tôi sẽ nhấc bổng Trái đất lên! 
 trần truồng chạy ra phố 
Câu 11: 
Người chế tạo ra cân thủy tinh 
 Khám phá ra tính đẳng thời của các quả lắc 
 Khám phá ra định luật về sự rơi của đồ vật 
 quả quyết rằng trái đất quay 
Câu 12: 
- tìm kiếm dòng cố định của quang phổ mặt trời và sự đảo ngược của các dòng sáng trong quang phổ của ánh sáng nhân tạo. 
Có 3 định luật mang tên trong điện, nhiệt và quang 
 đưa ra một định luật về mạch, hiện nay rất phổ biến trong kĩ thuật điện 
Thanks for watching