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

BÀI 9: ĐỊNH LUẬT ÔM 
ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH 
I – Thí nghiệm 
II – Định luật Ôm đối với toàn mạch 
III – Nhận xét 
 1. Hiện tượng đoản mạch 
 2. Định luật Ôm đối với toàn mạch và định luật 	 bảo toàn và chuyển hoá năng lượng 
 3. Hiệu suất của nguồn điện 
NỘI DUNG 
	 Định luật Ôm đối với toàn mạch biểu thị mối liên hệ giữa : 
	_ Cường độ dòng điện I chạy trong mạch điện kín . 
	_ Suất điện động E của nguồn điện . 
	_ Điện trở toàn phần R N + r của mạch điện . 
Mạch điện kín đơn giản nhất 
+ 
_ 
A 
B 
I 
R N 
E, r 
I – THÍ NGHIỆM 
Mắc mạch điện như sơ đồ hình bên : thay đổi biến trở , đọc các giá trị I và U N 
A 
V 
K 
R 
I 
R 0 
E, r 
+ 
_ 
A 
B 
Bảng kết quả 
I (A) 
0 
0,10 
0,15 
0,20 
0,25 
0,30 
0,35 
0,40 
U (V) 
3,05 
2,90 
2,80 
2,75 
2,70 
2,55 
2,50 
2,40 
Đồ thị 
II – ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH 
Từ đồ thị suy ra : 
U N = U 0 – a I = E – a I 	 (1) 
trong đó , a là hệ số tỉ lệ dương và U 0 là giá trị cực đại của hiệu điện thế mạch ngoài , bằng với suất điện động của nguồn điện 
Áp dụng định luật Ôm cho mạch ngoài chỉ chứa R N : 
U N = I R N 	(2) 
Tích I R N gọi là độ giảm điện thế mạch ngoài . 
Từ (1) và (2) => E – a I = I R N 
 E = I R N + a I = I ( R N + a ) 
a là điện trở trong r 
Ta có : E = I ( R N + r ) = I R N + r I 	 (3) 
Như vậy , suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng tổng các độ giảm điện thế ở mạch ngoài và mạch trong . 
Từ (3) => U N = I R N = E – I r 
Va ø I = 
E 
R N + r 
R N + r : điện trở toàn phần của mạch điện kín 
(4) 
Hệ thức (4) biểu thị định luật Ôm đối với toàn mạch và được phát biểu như sau : 
Cường độ dòng điện chạy 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 . 
III – NHẬN XÉT 
1. Hiện tượng đoản mạch 
Khi R N = 0 thì I = E / r đạt giá trị lớn nhất : nguồn điện bị đoản mạch . 
Tác hại của sự đoản mạch : hỏng nguồn điện , cháy vỏ bọc dây dẫn gây ra hỏa hoạn . 
2. Định luật Ôm đối với toàn mạch và định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng 
Công của nguồn điện : A = E I t 
Nhiệt lượng tỏa ra : Q = ( R N + r ) I ²t 
Theo định luật bảo toàn năng lượng : A = Q 
 E I t = ( R N + r ) I ²t => E = I ( R N + r ) => I = 
E 
R N + r 
Như vậy , định luật Ôm đối với toàn mạch hoàn toàn phù hợp với định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng . 
3. Hiệu suất của nguồn điện 
H = 
A có ích 
A 
= 
U N I t 
E I t 
= 
U N 
E 
A có ích : điện năng tiêu thụ ở mạch ngoài . 
A : tổng điện năng tiêu thụ ở mạch ngoài và ở mạch trong . 
THE END