Công thức liên quan CHƯƠNG II: Dòng điện không đổi.

Phát biểu: Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng tổng các độ giảm điện thế ở mạch ngoài và mạch trong.

Chú thích:

$\mathcal{E}$: suất điện động của nguồn điện $\left(V\right)$

$I$: cường độ dòng điện $\left(A\right)$

$R_N$: điện trở tương đương của mạch ngoài $\left(\Omega \right)$

$r$: điện trở trong của nguồn điện $\left(\Omega \right)$

Trong đó:

R: điện trở của dây dẫn $\left(\Omega \right)$.

$\rho$: điện trở suất của dây dẫn $(\Omega .m)$.

l: chiều dài của dây dẫn (m).

S: tiết diện của dây dẫn ($m^2$).

Dùng vôn kế để đo hiệu điện thế giữa hai điểm M và N. Vì vôn kế có điện trở vô cùng lớn thì có thể xem vôn kế không ảnh hưởng đến mạch.

Khi đó: $U_{MN} = U_{MI }+ U_{IN} = U_{MI }- U_{NI}$

Lưu ý:

- Những điểm nối bằng dây dẫn không có điện trở thì có thể chập lại với nhau.

- Mạch nối tắt: khi linh kiện bị nối tắt => bỏ qua linh kiện và xem như dây dẫn.

- Mạch có thêm dụng cụ đo:

Công suất tiêu thụ trên mạch ngoài:

$P = R{I}^2 = R.{\left(\frac{\mathcal{E}}{R\hspace{0.17em}+ r}\right)}^2 = \frac{R.{\mathcal{E}}^2}{R^2 + 2Rr + r^2}=\frac{{\mathcal{E}}^2}{\left(R + {\displaystyle \frac{r^2}{R}}\right) + 2r}$

Áp dụng bất đẳng thức Cauchy:

$$\begin{gathered} R + \frac{r^2}{R}\ge 2\sqrt{R . \frac{r^2}{R}} \\ \Rightarrow R + \frac{r^2}{R}\ge 2r \end{gathered}$$

Vậy $P_{max} = \frac{{\mathcal{E}}^2}{4r}$

Dấu “=” xảy ra khi $R = \frac{r^2}{R}\Rightarrow R = r$

=> Nếu R = r thì công suất tiêu thụ ở mạch ngoài là cực đại.

1/Mạch chứa đèn :

Trên đèn thường ghi $\left(U_{Đ},P_{Đ}\right)$ với $U_{Đ}$ là hiệu điện thế cần đặt vào hai đầu đèn để đèn sáng bình thường hay còn gọi là hiệu điện thế định mức , $P_{Đ}$ là công suất của đèn khi đèn sáng bình thường hay còn gọi là công suất định mức.

Các công thức : 

$R_{Đ}=\frac{{U^2}_{Đ}}{P_{Đ}}$ ,  $I_{bt}=\frac{P_{Đ}}{U_{Đ}}$

Kí hiệu trên mạch:

2/Thiết bị điện và đo điện

a/Khóa K: Có tác dụng đóng ngắt mạch điện.Khi K đóng dòng điện được phép chạy qua và khi K mở thì không cho dòng điện chạy qua

Kí hiệu :

b/Tụ điện C : Có tác dụng tích điện và không cho dòng điện một chiều đi qua.

Kí hiệu

c/Ampe kế : Dùng để đo cường độ dòng điện thường có điện trở rất nhỏ và được mắc nối tiếp.

Kí hiệu

d/Vôn kế: Dùng để đo hiệu điện thế thường có điện trở rất lớn và được mắc song song.

Kí hiệu :

e/Điện kế G : Dùng để xác định chiều dòng điện trong đoạn mạch.Mắc nối tiếp với mạch

Kí hiệu :

f/Oát kế :Dùng để đo công suất trong mạch.Mắc nối tiếp với mạch

Kí hiệu :

BIẾN TRỞ

Biến trở là các điện trở có thể thay đổi giá trị.

Các loại

Kí hiệu

Công suất tỏa nhiệt của biến trở

$R_N$ là điện trở của đoạn mạch.

Điện trở của toàn mạch : $R_{td}=R_x+R_N$

$$\begin{gathered} P_x=\frac{U^2{R}_x}{{\left(R_x+R_N\right)}^2}=\frac{U^2}{{\left(\sqrt{R_x}+{\displaystyle \frac{R_N}{\sqrt{R_x}}}\right)}^2}\le \frac{U^2}{4R_N} \\ Khi R_x=R_N , P_x=\frac{U^2}{4R_N} \end{gathered}$$

$I_{AB}$ dòng điện trên đoạn AB

$U_{AB}$ hiệu điện thế giữa hai đầu AB

Ta chọn chiều dòng điện A đến B

Nếu dòng điện đi vào cực dương thì ta lấy $-\mathcal{E}$ và ngược lại ta lấy $+\mathcal{E}$.

Khi tính toán: $I>0$ thì dòng điện đúng chiều ban đầu chọn và ngược lại $I<0$ thì ngược chiều so với chiều đã chọn.

Ứng dụng: Dùng để tính hiệu điện thế giữa hai điểm.

Chú thích: 

$R$: điện trở $\left(\Omega \right)$

$I$: cường độ dòng điện $\left(A\right)$

$U$: hiệu điện thế $\left(V\right)$

Với 

$I \left(A\right)$ là cường độ dòng điện.

$S \left(m^2\right)$ là tiết điện ngang của dây.

$i \left(A/m^2\right)$ là mật độ dòng điện.

$n \left(hat/m^3\right)$ là mật độ hạt mang điện.

$v \left(m/s^2\right)$ là tốc độ trung bình của chuyển động có hướng của các hạt mang điện.

Định luật nút mạch:

Tổng cường độ dòng điện có chiều vào nút bằng với tổng cường độ dòng điện của các dòng điện có chiều ra khỏi nút.

$$\begin{gathered} I_{in}=I_{out} \\ {I}_1+I_2=I_3+I_4 \end{gathered}$$