DANG 2 DIEN TRO DINH LUAT OHM CHO TOAN MACH 8tr

Dạng Điện trở – Định luật Ôm cho đoạn mạch có điện trở R A PHƯƠNG PHÁP GIẢI Điện trở l – Điện trở dây dẫn kim loại hình trụ: R = ρ S l Trong đó: chiều dài (m) l S tiết diện ngang (m2) s  điện trở suất (m) – Điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ: R = R0(1 + α t) hay ρ =ρ 0(1 +αt) Trong đó: R0 điện trở dây dẫn 0oC R điện trở dây dẫn toC 0 điện trở suất dây dẫn 0oC  điện trở suất dây dẫn toC Với kim loại   Với chất điện phân   Định luật Ơm cho đoạn mạch có điện trở R: I = U R B VÍ DỤ MẪU Ví dụ 1: Một dây đồng có điện trở R1 2 20 C Sau thời gian có dịng điện qua, nhiệt độ dây đồng 74 C Tính điện trở R2 dây đồng 74 C Hệ số nhiệt điện trở đồng  0,004 K  Hướng dẫn giải Điện trở R2 dây đồng 74 C : R  R     t  t      0,004.54   2, 43 Ví dụ 2: Một than sắt có tiết diện thẳng mắ nối tiếp Tìm tỉ số chiều dài hai để điện trở mạch khơng phụ thuộc nhiệt độ Than có 1 4.10  m,   0,8.10  K  sắt có  1,2.10  m,   6.10  K  Hướng dẫn giải Ở nhiệt độ t, ta có: R1  R01 1   1t ; R2  R02 1   t  R1 mắc nối tiếp R2 , điện trở tương đương : R  R1  R2  R01  R02    R01   R02 t Muốn R khơng phụ thuộc nhiệt độ, :  R01   R02 0 l l  1 1    2 0 S S 139  l2   400   l1  2 Ví dụ 3: Đặt hiệu điện 4,8V vào hai đầu dây thép dài m tiết diện 0,5mm cường độ dòng điện dây thép ? Điện trở suất thép 12.10  m Hướng dẫn giải l Điện trở dây thép : R   S Cường độ dòng điện dây thép : I  U US  4 A R l Ví dụ 4: Một than ( 1  4.105m; 1  0,8.103K 1 ) sắt ( 2  1,2.106m ;   6.103K 1 ) tiết diện, mắc nối tiếp Tìm tỉ số chiều dài hai để điện trở mạch không phụ thuộc nhiệt độ Hướng dẫn giải – Điện trở than sắt nhiệt độ t: R1 = R01(1 + 1t); R2 = R02(1 + 2t) – Khi hai mắc nối tiếp điện trở tương đương hai là: R = R1 + R2 = (R01 + R02) + (R011 + R022)t – Để R không phụ thuộc vào nhiệt độ thì: (R011 + R022) =  R011 = – R022 Mà:  l1 R 01  1  2 11 l1 S ; R 02  2  l2 l l  1 1  2  S S S 1,2.107.6.103   400 44 4.105.0,8.103 Vậy: Để điện trở mạch khơng phụ thuộc vào nhiệt độ tỉ số chiều dài hai l1  phải l 44 l2 Ví dụ 5: Một biến trở chạy có điện trở lớn 150 Dây điện trở biến trở hợp kim nicrom có tiết diện 0,11mm2 quấn xung quanh lõi sứ trịn có đường kính 2,5cm Biết điện trở suất nicrom 1,1.10-6m a) Tính số vịng dây biến trở b) Biết dòng điện lớn mà dây chịu 2A Hỏi đặt vào hai đầu dây hiệu điện lớn để biến trở không bị hỏng Hướng dẫn giải 140 R.S 150.0,11.106 l   15m a) Ta có: R   Chiều dài dây là: l   1,1.106 S + Chiều dài vòng quấn: C  2R  d  0,0785m l + Số vòng quấn: n   191 vòng C b) Điện trở lớn biến trở R0 = 150 Nên hiệu điện lớn đặt vào biến trở là: Umax = Imax.R0 = 2.150 = 300V Ví dụ 6: Đoạn mạch gồm đoạn dây độ dài, làm chất, diện tích tiết diện: S1 = 1mm2; S2 = 2mm2; S3 = 3mm2; S4 = 4mm2 Bốn đoạn dây mắc nối tiếp vào nguồn U = 100V Tính hiệu điện đoạn dây Hướng dẫn giải l l Điện trở đoạn 1: R1 =  ; điện trở đoạn 2: R2 =  S1 S2 Điện trở đoạn 3: R3 =  l l ; điện trở đoạn 4: R4 =  S3 S4 Điện trở tương đương đoạn mạch: 1 1   ) R = R1 + R2 + R3 + R4 = l(  S1 S2 S3 S4 U  Cường độ dòng điện qua mạch: I = R U 1 1 l(    ) S1 S2 S3 S4 Hiệu điện hai đầu đoạn 1: U l U  1 1 S1 1 1 U1 = IR1 = l(    ) S1(    ) S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 S4 100  U1 = 6 1 1 10 ( 6    ) 10 2.106 3.106 4.106  48V U 1 1 Hiệu điện hai đầu đoạn 2: U2 = IR2 = S2(    ) S1 S2 S3 S4 U1 48 = 24 V 2 Hiệu điện hai đầu đoạn 3: Vì S2 = 2S1  U2 =  141 U U   16 V 1 1 U3 = IR3 = S3(    ) S1 S2 S3 S4 Hiệu điện hai đầu đoạn 4: U U   12 V 1 1 U4 = IR4 = S4(    ) S1 S2 S3 S4 Vậy: Hiệu điện hai đầu đoạn dây U1 = 48 V; U2 = 24 V; U3 = 16 V U4 = 12 V C BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài Tìm hệ số nhiệt điện trở dây dẫn biết nhiệt độ t = 200C, dây có điện trở R1 = 100; nhiệt độ t2 = 24000C, dây có điện trở R2 = 200 Bài Một lò điện quấn dây constantan ở250C, dây có chiều dài 15 m, đường kính tiết diện 0,5 mm, điện trở suất 5.10  m a) Tính điện trở R1 dây dẫn 25 C b) Khi đốt nóng dây dẫn đến 100 C , tính điện trở R2 dây dẫn Hệ số nhiệt điện trở constantan  5.10  K  không đổi khoảng nhiệt độ Bài Một dây đồng dài l1 = 1m Tìm chiều dài l2 dây nhơm để hai dây đồng nhơm có khối lượng điện trở Đồng có điện trở suất 1 1,7.10  .m , khối lượng riêng D1 8,9.10 kg / m , nhơm có điện trở suất  2,8.10  .m , khối lượng riêng D2 2,7.10 kg / m Bài Một dây nhôm dạng hình trụ trịn quấn thành cuộn có khối lượng 0,81 kg, tiết diện thẳng dây 0,1 mm2 Tìm điện trở dây biết nhơm có khối lượng riêng điện trở suất 2,7 g/cm3 2,8.10-8.m Bài Một bóng đèn dây tóc vơnfam Mắc đèn vào hiệu điện U 10mV cường độ dịng điện qua đèn I 4mA nhiệt độ dây vônfam t1 25 C Nếu mắc đèn vào hiệu điện U 40V cường độ dịng điện qua đèn I 4 A Tính nhiệt độ dây vơnfam lúc Hệ số nhiệt vơnfam 4,6.10  K  Bài Hai dây dẫn có hệ số nhiệt điện trở 1, 2 00C có điện trở R01, R02 Tìm hệ số nhiệt điện trở chung hai dây chúng mắc: a) Nối tiếp b) Song song Bài Cho mạch điện hình, bóng A B đèn Đ có ghi 24V - 0,8A, hiệu điện + hai điểm A B giữ không đổi U = Đ 32V a) Biết đèn sáng bình thường, tính điện trở biến trở R 142 b) Dịch chuyển chạy biến trở cho điện trở biến trở tăng lần so với giá trị ban đầu Khi cường độ dịng điện qua biến trở bao nhiêu? Cường độ sáng bóng đèn c) Hỏi dịch chạy phía đèn dễ bị cháy Bài Cuộn dây đồng (   1,75.108m ) có n = 1000 vịng, đường kính vịng d = 6cm Mật độ dòng điện cho phép qua cuộn dây i = 2A/mm Tìm hiệu điện lớn đặt vào cuộn dây Bài Một biến trở chạy làm dây dẫn hợp kim nikelin có điện trở suất 4.10-7.m, có tiết diện 0,8 mm2 gồm 300 vòng quấn quanh lõi sứ trụ trịn có đường kính 4,5 cm a) Tính điện trở lớn biến trở b) Hiệu điện lớn phép đặt vào 63,585V Hỏi biến trở chịu dịng điện có cường độ lớn bao nhiêu? D HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài – Ở nhiệt độ t1: R1  R0(1 t1)  100  R0(1 .20) (1) – Ở nhiệt độ t2: R2  R 0(1 t2 )  200  R0(1 .2400) (2) 1 2400 1 20  + 40 = + 2400  2360 =   = 4,24.10–4(độ–1) Vậy: Hệ số nhiệt điện trở chất làm dây dẫn  = 4,24.10–4(độ–1) Bài – Lấy (2) chia (1) ta được:  Điện trở R1 dây dẫn 25 C a) l l  38,22   S1 d Điện trở R2 dây dẫn 100 C R  t  1    t  t1  Ta có: R1  t1  R2  R1 1    t  t1   38,36   R1   b) Bài l1   R1  1 S l1 l2 S1 1 l1  Ta có :  R  R  1  2   S1 S2 S2 2 l R   l2 2  S2 (1) 143 Mà m1  m  S1l1D1  S2 l2D  Từ (1) (2)  S1 D l  S2 D1 l1 (2) 1 l1 D l 1,7.108 2,7.103 l     l  1,48m 2 l D1 l1 2,8.10 8 l 9,8.103 Bài + Thể tích cuộn dây: V  m 0,81   3.104 m3 D 2,7.10 + Chiều dài dây nhôm: l  V 3.104   3000m S 0,1.106 l + Điện trở dây cuộn dây nhôm: R    840 S Bài Ta có: R1  U1 U 2,5  ; R2  10   I1 I2 R2  t  4t1  4  t  752 C R1  t1  Bài – Điện trở hai dây dẫn nhiệt độ t: R1 = R01(1 + 1t); R2 = R02(1+ 2t) (với 1t, 2t