Bài giảng Vật lí Khối 11 - Bài 9: Định luật Ôm đối với toàn mạch (Bản chuẩn kiến thức)

1 
NHIỆT LIỆT CHÀO MỪNG 
CÁC THẦY CÔ GIÁO 
 ĐÃ TỚI DỰ TIẾT HỌC NGÀY HÔM NAY 
  TIẾT 17  
2 
Georg Simon Ohm 
 (1789-1854) 
ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH 
3 
1. Biểu thức 
	Toàn mạch là mạch điện kín, đơn giản nhất như sơ đồ sau: 
+ Nguồn điện : E , r 
+ Điện trở tương đương mạch ngoài R N 
+ Điện trở toàn phần : R N + r 
I. Định Luật Ôm đối với toàn mạch 
+ Hiệu điện thế đặt vào mạch điện chính bằng suất điện động của nguồn điện ( E ).  
Vậy tương tự như định luật Ôm với đoạn mạch thì với toàn mạch định luật Ôm được xác định bởi biểu thức sau: 
4 
 I = E /(R N + r ) (1) 
 trong đó : I là cường độ dòng điện chạy trong mạch điện kín (A).  E là suất điện động của nguồn (V).  R N là điện trở tương đương mạch ngoài (Ω).  r là điện trở mạch trong (Ω).	  ( R N + r) là điện trở toàn phần (là tổng điện trở tương đương mạch ngoài và mạch trong).  	 
Vậy biểu thức( 1) là biểu thức của định luật Ôm đối với toàn mạch .  
5 
2. Nội dung định luật Ôm 
	 Cường độ dòng điện trong mạch điện kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch đó . 
6 
 3. Chú ý  
a, Từ biểu thức (1) ta có: 
 E = I(R N + r ) = IR N + Ir (2) 
t rong đó : Tích độ cường độ dòng điện và điện trở được gọi là độ giảm điện thế. 
Vậy : IR N là độ giảm điện thế mạch ngoài. 
 Ir là độ giảm điện thế mạch trong. 
	 Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng tổng độ giảm điện thế ở mạch ngoài và mạch trong. 
7 
b, Biểu thức định luật Ôm đối với toàn mạch trong trường hợp tổng quát  
 I = E bộ /(R N + r bộ ) ( 3) 
t rong đó : E bộ , r bộ được xác định như thế nào, chúng 
 ta sẽ đi tìm hiểu nó trong bài “ghép các nguồn điện thành bộ” trong nội dung bài giảng tiết sau. 
8 
Tại tỉnh Bình Dương 
9 
18/9/2014 tại KCN Việt Nam – Singapore 
Tại Hà Nôi 
10 
 23/9/2014 vụ cháy lớn một quán bar 
 II. Hiện tượng đoản mạch  
Từ biểu thức (1) ta thấy để cường độ dòng điện đạt giá trị lớn nhất khi nào ? 
11 
Vậy để I đạt giá trị lớn nhất khi R N của mạch là không đáng kể (R N = 0) 
 từ biểu thức: I = E /(R N + r ), khi R N = 0 
  I = E /r (4) 
Vậy một mạch điện kín khi có R N rất nhỏ (R N = 0) thì ta nói nguồn điện bị đoản mạch, khi đó I chạy qua mạch đạt giá trị rất lớn và có hại. 
12 
+ Tác hại của hiện tượng đoản mạch là gây lên cháy chập mạch điện, đó chính là một trong những nguyên nhân dẫn tới các vụ cháy kinh hoàng.  
+ Biện pháp được sử dụng để tránh hiện tượng đoản mạch là ta sử dụng cầu chì đúng loại hay cầu dao còn được gọi là aptômat , nó có tác dụng ngắt mạch tự động khi I dòng điện tăng lên tới một giá trị xác định nào đó, chưa tới mức gây nguy hiểm.  
13 
Cầu chì 
Cầu dao (aptômat) 
14 
III. Mối liên hệ giữa định luật Ôm đối với toàn mạch và định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng 
Mối liên hệ giữa định luật Ôm đối với toàn mạch và định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng . 
+ Công của nguồn điện sản ra trong mạch điện kín khi dòng điện không đổi có cường độ I chạy qua trong thời gian t là: 
 A = E It (a) 
+ Mà trong thời gian đó, theo định luật Jun – Len – xơ, nhiệt lượng tỏa ra ở mạch ngoài và mạch trong là Q = (R N + r)I 2 t ( b ) 
15 
	Mà theo ĐLBT và chuyển hóa năng lượng thì năng lượng không tự nhiện sinh ra hay mất đi mà nó chỉ có thể chuyển từ dạng này sang dạng khác. 	Vậy ta có : A = Q 
Từ biểu thức (a) và (b) ta có: 
 E It = (R N + r)I 2 t  I = E / (R N + r) (*) 
Hãy so sánh biểu thức (*) với biểu thức (2) 
16 
Vậy , định luật Ôm đối với toàn mạch hoàn toàn phù hợp với ĐLBT và chuyển hóa năng lượng. 
2. Hiệu suất của nguồn điện   
trong đó : 
A có ích = U N It là điện năng tiêu thụ ở mạch ngoài. 
A = E It là công của nguồn điện bằng tổng điện năng tiêu thụ ở mạch ngoài và mạch trong. 
17 
 H =A có ích / A = U N It / E It = U N / E (5)  
Định luật Ôm đối với toàn mạch: 
 I = E /(R N + r) ; I = E bộ /( R N + r bộ ) 
2. Hiện tượng đoản mạch (khi R N = 0) 
Ta có: I = E /r 
3. Mối liên hệ giữa ĐL Ôm đối với toàn mạch và định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng. 
E It = (R N + r)I 2 t  I = E / (R N + r) 
4. Hiệu suất của nguồn điện: 
H =A có ích / A = U N It/ E It = U N / E 
18 
CỦNG CỐ KIẾN THỨC 
19 
1. Nhận xét nào sau đây đúng? Theo định luật Ôm cho toàn mạch thì cường độ dòng điện cho toàn mạch. 
B. Tỉ lệ nghịch điện trở trong của nguồn. 
A. Tỉ lệ nghịch với suất điện động của nguồn . 
C. Tỉ lệ nghịch với điện trở ngoài của nguồn. 
D. Tỉ lệ nghịch với tổng điện trở trong và điện trở ngoài. 
Tr¶ lêi c©u hái tr¾c nghiÖm 
20 
2. Cho một mạch điện gồm một pin 1,5 V có điện trở trong 0,5 Ω n ối với mạch ngoài là một điện trở 2,5 Ω . Cường độ dòng điện trong toàn mạch là 
B. 5 A. 	 
A. 0,5 A.	 
C. 2 A.	 
D. 0,2 A. 	 
Tr¶ lêi c©u hái tr¾c nghiÖm 
Hãy cho biết 
1. Vì sao sẽ rất nguy hiểm nếu hiện tượng đoản mạch xảy ra đối với mạng điện gia đình ? 
21 
2. Tại sao sẽ rất có hại cho ắc-quy nếu xảy ra hiện tượng đoản mạch?