Việc học về cách ghép các nguồn điện lại với nhau sẽ cung cấp cho bạn kiến thức về thực hành kết nối các mạch điện. Bạn sẽ học được cách tối ưu hóa các mạch điện và sử dụng chúng để cung cấp năng lượng hiệu quả hơn cho các thiết bị. Bên cạnh đó, trong quá trình học, bạn cũng sẽ được thực hành qua các bài tập trắc nghiệm cụ thể, giúp bạn hiểu rõ hơn về lý thuyết và áp dụng nó vào thực tế.
Mục lục bài viết
1. Đoạn mạch chứa nguồn điện (nguồn phát điện)
Đoạn mạch là một thành phần của một hệ thống điện tử. Được lắp đặt để chứa nguồn điện, hay nguồn phát, và dòng điện có chiều đi ra từ cực dương và đi tới cực âm. Đoạn mạch có thể được thiết kế để thực hiện các chức năng khác nhau, tùy thuộc vào cấu trúc và thành phần của nó. Tuy nhiên, với mục đích đảm bảo chính xác và hiệu quả trong việc truyền tải dữ liệu và tín hiệu, việc thiết kế đoạn mạch phải được thực hiện cẩn thận và chính xác.
Trong lĩnh vực kỹ thuật điện, tính toán các thông số trong mạch là rất quan trọng, và chúng ta cần phải đảm bảo tính chính xác của các giá trị để tránh sai sót. Điều này đặc biệt đúng với việc tính hiệu điện thế UAB, khi ta coi điện trường đi từ điểm A đến B.
Lưu ý rằng, nếu đi theo hướng ngược lại, gặp cực dương của nguồn điện trước, E sẽ có giá trị dương. Trong trường hợp dòng điện có chiều từ B đến A ngược với chiều tính hiệu điện thế, tổng độ giảm điện thế I(R + r) sẽ có giá trị âm. Điều này có thể gây ra những sai sót nghiêm trọng trong quá trình tính toán và thiết kế mạch điện.
Do đó, khi tính toán và thiết kế các mạch điện, chúng ta cần phải rất cẩn thận và chính xác, đảm bảo rằng các giá trị được tính đúng theo chiều điện trường. Khi có bất kỳ sự thay đổi hoặc chỉnh sửa nào trong mạch, các giá trị này cũng cần phải được cập nhật lại để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của các thông số trong mạch.
2. Ghép các nguồn điện thành bộ
• Bộ nguồn nối tiếp:
Bộ nguồn nối tiếp là bộ nguồn gồm các nguồn điện được ghép nối tiếp với nhau. Trong đó cực âm của nguồn điện trước được nối với cực dương của nguồn điện tiếp sau để thành một dãy liên tiếp. Như vậy A là cực dương, B là cực âm của bộ nguồn.
Ta có UAB = UAM + UMN + … + UQB do đó.
ξb= ξ1 + ξ2 + …+ ξn (10.3)
Suất điện động của bộ nguồn được ghép nối tiếp bằng tổng các suất điện động của các nguồn có trong bộ.
Điện trở trong rb bẳng tổng các điện trở trong của các nguồn có trong bộ:
rb = r1 + r2 + … + rn (10.4)
• Bộ nguồn song song:
Khi các nguồn giống nhau có cực dương nối với nhau, cực âm nối với nhau gọi là nối song song, Khi mạch hở hiệu điện thế UAB bằng suất điện động của mỗi nguồn và bằng suất điện động của bộ, và điện trở trong của bộ nguồn điện là tương đương của n điện trở r mắc song song, Do đó:
ξb = ξ; rb = r/n (10.5)
• Bộ nguồn hỗn hợp đối xứng:
ξb = mξ; rb = mr/n
Với n là dãy song song, m là số nguồn của mỗi dãy.
3. Kỹ năng giải bài tập:
Khi giải các bài toán liên quan đến mạch điện, chúng ta cần phải áp dụng các công thức tính toán để xác định các thông số của mạch. Các công thức này được sử dụng để tính toán điện áp, dòng điện, điện trở và các thông số khác liên quan đến mạch điện.
Một trong những công thức quan trọng là công thức tính toán đoạn mạch có chứa nguồn, UAB = E – I(r + R). Đây là công thức sử dụng để xác định điện áp giữa hai điểm A và B trong mạch điện, trong đó E là điện thế của nguồn, I là dòng điện chảy qua mạch, r là điện trở của đoạn mạch và R là điện trở ngoài mạch.
Khi các nguồn được kết nối nối tiếp, ta sử dụng công thức Eb = nE và rb = nr. Điều này có nghĩa là điện thế của nguồn mới sẽ bằng tổng điện thế của các nguồn cũ, còn điện trở của đoạn mạch mới sẽ là bội số của điện trở của các đoạn mạch cũ.
Với các nguồn được kết nối song song, chúng ta sẽ tính tổng các điện thế của các nguồn để được Eb và tính trung bình các điện trở của các nguồn để được r0. Công thức tính toán Eb = E và r0 = r / n sẽ được sử dụng trong trường hợp này.
Các công thức này không chỉ giúp chúng ta tính toán các thông số của mạch điện một cách chính xác và nhanh chóng, mà còn giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của mạch điện. Với việc áp dụng các công thức này, chúng ta có thể giải quyết các bài toán liên quan đến mạch điện một cách chính xác và hiệu quả.
Tóm lại, các công thức tính toán liên quan đến mạch điện là rất quan trọng và cần thiết trong việc giải quyết các bài toán liên quan đến mạch điện. Các công thức này giúp chúng ta tính toán các thông số của mạch điện một cách chính xác và nhanh chóng, và đồng thời giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của mạch điện.
4. Bài tập trắc nghiệm:
4.1. Câu hỏi:
Câu 1: Hai nguồn điện giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động là 2V, điện trở trong là 1Ω, được mắc song song với nhau và nối với một điện trở ngoài R. Điện trở R bằng bao nhiêu để cường độ dòng điện đi qua nó là 1A.
A. 1,5Ω. B. 1Ω.
C. 2Ω. D. 3Ω.
Câu 2: Có 8 nguồn cùng loại với cùng suất điện động E = 2V và điện trở trong r = 1Ω. Mắc các nguồn thành bộ hỗn hợp đối xứng gồm hai dãy song song. Suất điện động Eb và điện trở trong rb của bộ này bằng
A. Eb = 4V, rb = 2Ω. B. Eb = 6V, rb = 4Ω.
C. Eb = 6V, rb = 1Ω. D. Eb = 8V, rb = 2Ω.
Câu 3: Có một số nguồn giống nhau mắc nối tiếp vào mạch mạch ngoài có điện trở R = 10Ω. Nếu dùng 6 nguồn này thì cường độ dòng điện trong mạch là 3A. Nếu dùng 12 nguồn thì cường độ dòng điện trong mạch là 5A. Tính suất điện động và điện trở trong của mỗi nguồn.
A. E = 6,25V, r = 5/12Ω. B. E = 6,25V, r = 1,2Ω.
C. E = 12,5V, r = 5/12Ω. D. E = 12,5V, r = 1,2Ω.
Câu 4: Một Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó ξ1 = ξ2 = 12V, r = 2Ω, R1 = 3Ω, R2 = 8Ω. Cường độ dòng điện chạy trong mạch
A. 1A. B. 3A
C. 1,5A D. 2A
Câu 5: Có ba pin giống nhau, Mỗi pin có suất điện động E và điện trở trong r. Suất điện động và điện trở trong của bộ pin ghép song song là
A. E và r/3. B. 3E và 3r.
C. 2E và 3r/2. D. E và r/2.
Câu 6: Có bốn nguồn giống nhau mắc nối tiếp, mỗi nguồn có suất điện động E và điện trở trong r. Khi đó suất điện động và điện trở trong bộ nguồn này là
A. E, r. B. 2E, 2r.
C. 4E, r/4. D. 4E, 4r.
Câu 7: Có 24 nguồn điện giống nhau, suất điện động và điện trở trong của mỗi nguồn là E = 1,5V và r = 0,5Ω, mắc hỗn hợp đối xứng thành bốn dãy song song với nhau ( mỗi dãy có sáu nguồn điện mắc nối tiếp). Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn.
A. 6V và 0,75Ω. B. 9V và 1,5Ω.
C. 6V và 1,5Ω. D. 9V và 0,75Ω.
Câu 8: Có 12 pin giống nhau, mỗi pin có E = 1,5V, r = 0,2Ω mắc thành y dãy song song mỗi dãy có x pin ghép nối tiếp. Mạch ngoài có R = 0,6Ω. Giá trị của x và y để dòng điện qua R lớn nhất.
A. x = 6, y = 2. B. x = 3, y = 4.
C. x = 4, y = 3. D. x = 1, y = 12.
Câu 9: Một bộ nguồn gồm 36 pin giống nhau ghép hỗn hợp thành n hàng (dãy), mỗi hàng gồm m pin ghép nối tiếp, suất điện động mỗi pin x = 12V, điện trở trong r = 2Ω. Mạch ngoài có hiệu điện thế U = 120V và công suất P = 360 W. Khi đó m, n bằng
A. n = 12; m = 3. B. n = 3; m = 12.
C. n = 4; m = 9. D. n = 9; m = 4.
Câu 10: Cần dùng bao nhiêu pin 4,5V-1Ω mắc theo kiểu hỗn hợp để thắp cho bóng đèn 8V-8W sáng bình thường ?
A. 4 B. 5
C. 6 D. 7
4.2. Đáp án:
Câu 1 Chọn A
Câu 2 Chọn D.
Câu 3 Chọn A
Câu 4 Chọn A
Câu 5 Chọn B
Câu 6 Chọn D
Câu 7 Chọn D
Câu 8 Chọn A
Câu 9 Chọn B
Câu 10 Chọn C
