Khái niệm cơ bản về mạch điện và bài tập có giải thích

Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN B n n h c Ngô Ngọc Thọ Ng n H ng Đ Th ĐH Nông T HCM 1.1 Mạch điện & kết cấu mạch điện Dòng tải tiêu thụ I1 Dòng & áp nguồn cấp A c I I3 b Nguồn U MP U1 R U2 a ĐC Tải B Áp tải tiêu thụ * thành phần mạch điện là: Nguồn – Tải – Hệ thống đường dẫn *4 thành phần kết cấu mạch điện: - Nhánh (ví dụ nhánh 1, 2, 3) - Nút (ví dụ nút A, B) - Vịng (ví dụ vịng a, b, c) - Mắt (ví dụ mắt a, b) Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN B n n h c Ngô Ngọc Thọ Ng n H ng Đ Th ĐH Nông T HCM 1.2 Các phần tử mạch điện i R () uR i L (H) uL C (F) i uC 1.2.1 Điện trở Điện áp điện trở: uR = R.i (V) Chú ý: Bên cạnh khái niệm điện trở R, người ta đưa khái niệm điện dẫn G = 1/R, tính SIEMEN (S) 1.2.2 Điện cảm Điện áp điện cảm: uL = L.di (V) dt 1.2.3 Điện dung t Điện áp điện dung: uC =  idt (V) C to (với uC(to) = 0) Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN B n n h c Ngô Ngọc Thọ Ng n H ng Đ Th ĐH Nông T HCM 1.2.4 Nguồn điện 1.2.4.1 Nguồn độc lập i=j=const i e j u=e=const Nguồn áp độc lập u Nguồn dòng độc lập 1.2.4.2 Nguồn phụ thuộc   i1 i1 u1 ku1 ki1 u1 ku1 ki1  Nguồn áp phụ Nguồn áp phụ  Nguồn dòng thuộc áp thuộc dòng Nguồn dòng phụ thuộc áp phụ thuộc dòng Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN B n n h c Ngô Ngọc Thọ Ng n H ng Đ Th ĐH Nông T 1.3 Định luật OHM 1.3.1 Định luật OHM đ/v đoạn mạch - Đọan mạch TRỞ uR = R.i (V)  i = uR/R (A) R () i - Đọan mạch CẢM di t u L  L (V) i   u L dt (A) L to dt uR L (H) i (với i(to) = - Đọan mạch DUNG du  i  C C (A) u C   idt (V) dt C to t (với uC (to) = 0) uL C (F) i uC HCM Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN B n  Ro   i  i Rd  T HCM  Ro’ e’ e e   R Ro  Rd  Rt u  e  i.R o Rt u t  i.R t  u’ u Ng n H ng Đ Th ĐH Nông  ut e e c 1.3.2 Định luật OHM đ/v toàn mạch R i d u Ro n h Ngô Ngọc Thọ i e  e' e  e'  R Ro  Rd  Ro ' u'  e'i.R o ' Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN B n n h c Ng n H ng Đ Th ĐH Nông Ngô Ngọc Thọ T HCM 1.4 Định luật KIRCHHOFF 1.4.1 Định luật KIRCHHOFF (định luật nút) i (đến nút) = i (rời nút đó) Ví dụ nút A: i1 + i2 + i4 = i3 + i5 i1 i2 Hay: i1 + i2 – i3 + i4 – i5 = i5 Vậy, định luật K1, phát biểu theo cách thứ hai sau: A i3 đại số i (tại nút) = 0, đó, dòng hướng đến nút i4 mang dấu (+), dòng rời khỏi nút mang dấu (-) Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN B n n h c Ng n H ng Đ Th ĐH Nông Ngô Ngọc Thọ T HCM 1.4.2 Định luật KIRCHHOFF (định luật vịng) đạisốu (trong vịng kín) = đạisốe (trong vịng kín đó), đó, sức điện động điện áp chiều với chiều vịng mang dấu (+), ngược với chiều vịng mang dấu (-) Ví dụ vịng ABCA: A  i1 e1 uR + uL - uC = e1 - e2 - e3 e3 uC uR Hay: di R i3 R.i1  L  tto i 3dt C B L C  dt C   e1  e  e3 e2 uL i2 với uC (to) = Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN B n n h c Ng n H ng Đ Th ĐH Nông Ngô Ngọc Thọ T HCM 1.5 Các phép biến đổi tương đương 1.5.1 Phép biến đổi nối tiếp R1 R2 Rk R n RTĐ RTĐ=R1+R2+…+RK+…+Rn , 1.5.2 Phép biến đổi song song R1 R2 Rk Rn RTĐ , với G  G  G   G   G TĐ k n G TĐ 1 1 đó: G1  , G  , , G k  , , G n  R1 R2 Rn Rk R TĐ  Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN B n n h c Ngô Ngọc Thọ Ng n H ng Đ Th ĐH Nông T HCM Trường hợp đặc biệt: I1 R TĐ  R1 I R2 R1.R ; I1  I( R  R ) R1  R 2 (Công thức chia dòng) và: I  I  I1 I2 R 1.5.3 Phép biến đổi Y- -Y A A RA RC C RCA RAB O RB B B C RBC Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN Biết RA,RB,RC, tìm n AB,Rc ,RNg n H ng Đ Th ĐH Nông R h BC CA B n Ngô Ngọc Thọ T HCM  Phép biến đổi Y   Biết RA,RB,RC, tìm RAB,RBC,RCA R AB  R A  R B  R R R R R A R B R BC  R B  RC  B C ; RCA  RC  R A  C A ; RA RB RC THĐB: Nếu RA= RB = RC = RY RAB = RBC = RCA = R = 3RY  Phép biến đổi   Y Biết RAB,RBC,RCA, tìm RA,RB,RC R BC R AB R AB R CA R CA R BC ; RB  RA  ; RC  R AB  R BC  R CA R AB  R BC  R CA R AB  R BC  R CA THĐB: Nếu RAB= RBC = RCA = R RA = RB = RC = RY = R/3 10 Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN B n n h c Ng n H ng Đ Th ĐH Nông Ngô Ngọc Thọ T HCM * Như vậy, mạch có n nhánh, để tìm dịng nhánh, cần hệ n phương trình * Gọi số nhánh n, số mắt M số nút N, ta ln ln có: n = M + (N - 1) (*) * Với nút, dựa vào định luật K1, ta viết phương trình nút.Tổng cộng ta cần viết tất (N - 1) phương trình nút * Với mắt, dựa vào định luật K2, ta viết phương trình vịng.Tổng cộng ta cần viết tất M phương trình vịng * Theo quan hệ (*), với (N -1) phương trình nút M phương trình vịng nói trên, ta có tổng cộng n phương trình Vì thế, giải hệ n phương trình này, ta tìm dịng n nhánh cần tìm 14 Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN B n n h c Ng n H ng Đ Th ĐH Nơng Ngơ Ngọc Thọ T HCM Tóm lại, để tìm đầy đủ tất dịng nhánh mạch điện, ta cần phải giải hệ phương trình nút (K1) hệ phương trình vịng (K2) tương ứng với số nút (tùy ý bỏ nút) số mắt mạch điện Vì vậy, phương pháp dịng nhánh cịn có tên “hệ phương trình K1, K2 đủ” 1.6.2 Các bước giải mạch điện phương pháp dòng nhánh Bước 1: Đếm số nhánh 8Ω I3 (n), số nút (N) số mắt (M) mạch điện I2 12Ω b 6Ω Bước 2: Viết (N-1) c a phương trình nút M I1 I4 I5 I6 phương trình vịng 4Ω Bước 3: Giải hệ phương 4Ω 12Ω trình nút hệ phương 12V trình vịng viết bước d 15 Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN B n n h c Ng n H ng Đ Th ĐH Nông Ngô Ngọc Thọ T HCM 1.6.3 Bài tập áp dụng phương pháp dịng nhánh Tìm dịng nhánh mạch điện sau đây: Giải: Vì mạch điện có nhánh nên cần có phương trình Việc giải hệ phương trình khơng đơn giản, ta cần phải dùng phép biến đổi tương đương, phép biến đổi  - Y để giảm số nhánh xuống cịn (thay 6) Ra O Rc a c Bước 1: Biến đổi mạch Rb Thay điện trở 8, b I1 I6 12, 6 mắc abc I4 điện trở Ra, Rb, Rc mắc 4Ω YOabc tương đương 12V 4Ω 12Ω hình bên d 16 Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN B n Ra  n h 12(8) c Ngô Ngọc Thọ Ng n H ng Đ Th ĐH Nông  48 Ω; R b  12(6)  36 12   13 T HCM Ω; 12   13 6(8) 24 Rc   Ω 12   13 Bước 2: Viết phương trình K1 phương trình K2 Tại nút a: I1 - I4 - I6 = (1) Mắt bên trái : (4 + Ra)I1 + (4 + Rb)I4 = 12 hay (4 + 48/13)I1 + (4 +36/13)I4 = 12 (2) Mắt bên phải: (4 + Rb)I4 + (12 + Rc) = hay (4 +36/13)I4 + (12 + 24/13)I6 = (3) Bước 3: Giải (1), (2), (3), ta được: I1 = 0,98 A ; I4 = 0,66 A ; I6 = 0,32 A Bước 4: Tìm dịng cịn lại Uo/2 17 Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN B n n h c Ngô Ngọc Thọ Ng n H ng Đ Th ĐH Nông T HCM U ac U aO  U Oc I R a  I R c   8 0,98(48/13)  0,32(24/13)   0,53A Từ đó: I2 = I1 – I3 = 0,98 - 0,53 = 0,45 A I5 = I6– I3 = 0,32 - 0,53 = - 0,21 A (I5 có chiều thực từ nút c đến nút b) I3  Chú ý: Trường hợp mạch có nguồn phụ thuộc thì, thiết I2 6 hệ phương trình dùng để giải, phải có I3 “phương trình nguồn phụ thuộc” Xem ví dụ sau  I1 2 4 Uo 4A  Mạch có ẩn I1, I2, I3 nên cần phương trình để giải, gồm: phương trình nút, nút 1: - I1 – I2 + Uo/2 + = (1) phương rình vịng, vịng chọn hình vẽ: (4 + 2)I1 - 6I2 = (2) phương trình nguồn phụ thuộc: 2I1 = Uo (3) Giải (1), (2), (3) ta được: I1 = I2 = I = A B 18 BÀI TẬ CHƯƠNG 1 Tìm điện trở tương đương mạch điện hình 31 sau đây: 10 30 30 50 50 50 50 4 6 12 Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN B n n h c Ngô Ngọc Thọ Ng n H ng Đ Th ĐH Nông T HCM 3 Hướng dẫn g : Lần lượt vẽ lại mạch điện đề cho hình 32 sau đây: ( 30)(50) ( 30)(50) + = 37,5  30  50 30  50 (50  30)(30  50) = = 40  50  30  30  50 - Mạch a vẽ lại cho ta tính dễ dàng: RTĐ = - Mạch b vẽ lại cho ta tính dễ dàng: RTĐ - Mạch c vẽ lại cho ta tính dễ dàng: RTĐ = (10  6)(4) + 12 = 15,2  10   - Xét mạch d, gọi I dòng chạy quẩn vòng chứa điện trở , định luật K2 cho ta: I(4 + + 4) =  I = Do mạch d vẽ lại d’, vậy: R TĐ = + + 12 + = 27  - Mạch e, ta thấy mạch có RTĐ = 10 + 50 30 10(10  10) = 16,67  10  10  10 50 30 30 50 30 50 a 10 6 b 5 5 4 7 4 7 4 I 12 HÌNH 32 12 3 c B 12 4 d 3 d’ Tính R mạch điện hình 33 4 I 6A 4 I1 R 9 19 I2 9 Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN B n n h c Ngô Ngọc Thọ Ng n H ng Đ Th ĐH Nông T HCM Hướng dẫn g : Mạch điện cho vẽ lại hình 34, ta có: 36  13R 9R = 9R 9R 450  50R E 50 Dịng mạch chính: I = = = (1) 36  13R R TM 36  13R 9R 50  6R 25  3R Biết: U = E – 4I = 50 – 4I = I1.R = 6R  I = = (2) 450  50R 25  3R (1) & (2) cho ta: = 36  13R Điện trở toàn mạch: RTM = +  900 + 100R = 900 – 108R + 325R – 39R2  39R2 – 117R = Hay: R(39R – 117) =  R = (loại I1  ) R = 117 =3 39 B Tính điện áp U1, U2, U3, U4 sđđ E mạch điện hình 35, biết điện áp hai đầu điện trở  8V Hướng dẫn g : Mạch điện cho vẽ lại hình 36, ta có: I2 = = A  U3 = I2(3) = 4(3) =12 V ; U4 = I2(4) = 4(4) = 16 V  U2 = U3 + + U4 = 12 + + 16 = 36 V  I1 = U2 36 = =2A 18 18  I = I1 + I2 = + = A  U1 = I(4) = 6(4) = 24 V  E = U1 + U2 = 24 + 36 = 60 V 3 4 I 4 U1 U2 E U3 2 18 4 I2 3 U1 8V E U3 2 18 I1 U2 U4 HÌNH 35 B 20 Tìm I1 I2 mạch điện hình 37 32 I1 4 HÌNH 37 6 I1 4 E 15 12 4 50V 15 6 2 40 30 8V U4 HÌNH 36 HÌNH 38 R6//12 R6//30 2 I R32NT40 Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN B n n h c Ngô Ngọc Thọ Ng n H ng Đ Th ĐH Nông T HCM Hướng dẫn g Mạch điện cho vẽ lại hình 38, đó: R6//12 = 6(12) 6( 30) =  ; R6//30 = =5;  12  30 R32 nối tiếp 40 = 32 + 40 = 72  Mạch điện hình 35 vẽ lại hình 39, đó: (4  5).72 =8   72 15(  8) Điện trở toàn mạch: RTM = R4 + R15 //(R2 + R2) = + = 10  15   50 E Dòng mạch chính: I = = =5A R TM 10 15 15 Dòng nhánh 2: I = - (I1)( ) = - (5)( )=-3A 15   R 15   R2 = (R6//12 + R6//30)//( R32 nối tiếp 40) = B Dùng phép biến đổi -Y tính dịng I mạch điện hình 40 hai trường hợp: (a) Rab = Rbc = Rca =  ; (b) Rab = Rca = 30  Rbc = 40  Hướng dẫn g : Thay điện trở Rab, Rbc, Rca đấu  điện trở Ra, Rb, Rc đấu Y tương đương, mạch điện cho vẽ lại hình 41, đó: - Trường hợp a: Ra = Rb = Rc = =1  Điện trở toàn mạch: RTM = Rc + (Rb + 2)//(Ra + 5) = + (1  2)(1  5) =3 1 21 57 E = = 19 A R TM R ab R ca 30( 30) Trường hợp b: Ra = = =9 30  40  30 R ab  R bc  R ca R bc R ab R ca R bc 40( 30) 30(40) Rb = = = 12  ; Rc = = = 12  30  40  30 30  40  30 R ab  R bc  R ca R ab  R bc  R ca (12  2)(9  5)  Điện trở toàn mạch: RTM = Rc + (Rb + 2)//(Ra + 5) = 12 + = 19  12    57 E  Dịng cần tìm: I = = =3A R TM 19  Dịng cần tìm: I = b Rab Rbc 57V Ra I1 c Rca 2 b Rb a I 5 2 a I2 Rc c I 5 21 Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN B n n h c Ngô Ngọc Thọ Ng n H ng Đ Th ĐH Nông B Tìm dịng I mạch điện hình 42 10 2 HÌNH I 42 30 V 5 30 V 20 V T HCM 10 I  I2 2 HÌNH 43 I1 II 5 20 V I  Hướng dẫn g : Chọn chiều dòng điện chiều dương mắt I vịng II hình 43 Định luật K1 nút 1: I – I1 + I2 = (1) Định luật K2 cho mắt I: 10I + 5I = 30 hay 2I + I1 = (2) Định luật K2 cho vòng II: 10I – 2I2 = 30 - 20 hay 5I – I2 = (3) Giải hệ phương trình (1), (2), (3): (2)  I1 = – 2I (3)  I2 = 5I – Thay vào (1): I – + 2I + 5I – = hay 8I – 11 =  I = B Tìm dịng I mạch điện hình 44 11 = 1,375 A Hướng dẫn g : Chọn chiều dòng điện chiều dương vịng I mắt II hình 45 Định luật K1 nút 1: I + I2 - I = (1) Định luật K2 cho vòng I: 10I + 35I = 100 hay 2I + 7I = 20 (2) Định luật K2 cho mắt II: 20I + 35I = 100 hay 4I + 7I = 20 (3) Giải hệ phương trình (1), (2), (3): (2)  I1 = Thay vào (1): 20  7I 20  7I (3)  I2 = 20  7I 20  7I 60 + -I=0I= = 2,4 A 25 10 10 I1  I I 20 100V 35 100V B 22 100V HÌNH 44 Tìm dịng I mạch điện hình 46 40 HÌNH I1 46 10 20 60V I 60V I 20 I2 35 II HÌNH 45 100V  40  I2 10 I II I 20 Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN B n n h c Ngô Ngọc Thọ Ng n H ng Đ Th ĐH Nông T HCM Hướng dẫn g : Chọn chiều dòng điện chiều dương mắt I II hình 47 Định luật K1 nút 1: - I1 - I2 - I = (1) Định luật K2 cho mắt I: 40I - 10I = 60 + 30 = 90 hay 4I1 - I = (2) Định luật K2 cho mắt II: - 10I + 20I2 = 30 + 30 = 60 hay - I + 2I2 = (3) 9I 6I (3)  I2 = 9I 6I 21 Thay vào (1): - ( )–( )-I=0I==-3A Giải hệ phương trình (1), (2), (3): (2)  I1 = B Tìm dịng điện nhánh mạch điện hình 48 10 10  I2 I2 I1 I1 20 I 40 0,4V 20 II 40 0,4V HÌNH 48 0,03A 1V I3 2A HÌNH 50 38V 4 HÌNH 49 0,03A 1 5A 3 I3 1V 2A  HÌNH 51 I2 4 b I3 1 a I1 I 5A 38V c I4 3 d Hướng dẫn g Mạch điện cho vẽ lại hình 49 Định luật K1 nút 1: I – 0,03 + I2 – I3 = Hay: I1 + I2 – I3 = 0,03 (1) Định luật K2 cho vòng I: 10I + 20I3 = 0,4 (2) Định luật K2 cho mắt II: 40I2 + 20I3 = (3) Giải hệ phương trình (1), (2), (3): (2)  I1 = Và (3)  I2 =  I3 = 0,4  20I = 0,04 – 2I3 10  20I = 0,025 – 0,5I3 Thay vào (1): 0,04–2I3+0,02–0,5I3-I3=0,03 40  0,035 = 0,01 A  I1= 0,04 - 2(0,01) = 0,02 A Và: I = 0,025 – 0,5(0,01) = 0,02 A  3,5 B 10 Tìm dịng áp phần tử mạch điện hình 50, nghiệm lại cân công suất mạch (Tổng công suất phát phải tổng công suất thu) 23 Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN B n n h c Ngô Ngọc Thọ Ng n H ng Đ Th ĐH Nông T HCM Hướng dẫn g : Chọn chiều dòng điện chiều dương vịng I hình 51 Định luật K1 nút a: I – I2 + = (1) Định luật K1 nút b: I + – I3 = (2) Định luật K1 nút c: - + I3 – I4 = (3) Định luật K2 cho vòng I: 4I + I3 + 3I4 = 38 (4) Giải hệ phương trình (1), (2), (3), (4): (2)  I2 = I3 – ; (3)  I4 = I3 – Thay vào (4): 4(I – 5) + I3 + 3(I3 – 2) = 38  I3 = 64 =8A Và: I2 = – = A I4 = – = A (1)  I1 = I2 – = – = A Công suất điện trở 4 tiêu thụ: I22(4) = (9)2.4 = 36 W Công suất điện trở 1 tiêu thụ: I32(1) = (8)2.1 = 64 W Công suất điện trở 3 tiêu thụ: I42(3) = (6)2.3 = 108 W Công suất nguồn áp 38V phát ra: 38(I 1) = 38(1) = 38 W Cơng suất nguồn dịng 2A phát ra: Uac(2) = (Uab + Ubc)(2) = (I2.4 + I3.1)(2) = (3.4 + 8.1)(2) = 40 W Công suất nguồn dòng 5A phát ra: Ubd(5) = (Ubc + Ucd)(5) = (I3.1 + I4.3)(5) = (8.1 + 6.3)(5) = 130 W Nghiệm lại: Tổng CS phát (38 + 40 + 130) = 208 W Tổng CS tiêu thụ (36 + 64 + 108) = 208 W B tiêu thụ 11 Xác định điện áp U1 cơng suất điện trở 8 mạch điện hình 52 Hướng dẫn g : Chọn chiều dòng điện chiều dương mạch vịng hình 53 6 4 4 I 6 HÌNH U1 3U1 U1 52 3U1 5V 20V 5V 20V HÌNH 53 8 8 Định luật K2 cho ta: (6 + + 8)I = 20 + 3U1 –  18I = 15 + 3U1 Biết: U1 = - 4I  18I = 15 + 3(- 4I) = 15 – 12I  30I = 15  I = 15 = 0,5 A 30 Suy công suất điện trở 8 tiêu thụ (0,5)2.8 = W B 12 Tính hệ số khuếch đại k = Uo/E mạch điện hình 54 Hướng dẫn g Chọn chiều dòng điện chiều dương mắt lưới I II hình 55 10 10  E I 1000I 1000 I1 Uo E 1000I II I I  24 HÌNH 54 1000 HÌNH 55 50 I2 Uo Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN B n n h c Ngô Ngọc Thọ Ng n H ng Đ Th ĐH Nông T HCM Định luật K1 nút 1: I + I – I2 = (1) Định luật K2 cho mắt I: 10I = E  I1 = E 10 Định luật K2 cho mắt II: - 1000I2 = 1000I  I = - I2 E - I2 – I2 = 10 E  I2 = 20 E Biết: Uo = 1000I2 = 1000( ) = 50E 20 U  o = k = 50 E Thay vào (1): B 13 Tính I Uo mạch điện hình 56 theo E  Hướng dẫn g : Chọn chiều dịng điện chiều dương mắt I hình 57 Định luật K1 nút 1: I + I – I =  I1 = I( - 1) E 50(  2) Định luật K2 cho mắt I: 50I – 50I = E  50[I( - 1)] – 50I = E  I = Biết: Uo = (3000)(I) = 3000[( B E 60E )] = 50(  2) 2 14 Xác định tỉ số U/E mạch điện hình 58 Hướng dẫn g : Chọn chiều dịng điện chiều dương mắt I hình 59 Định luật K1 nút 1: I + I - I1 = (1) Định luật K1 nút 2: I1 + I2 - I2 = (2) Định luật K2 cho mắt I: I.R1 = E (3) (3)  I = Thay vào (1): I  I E E + 2 - I2 + I2 =  I2 = R1  (  1) R Biết: U = I2R2  U = B I  I E (2)  I1 = 2 R1   2R 2E 2R U hay = E (  1) R (  1) R 1 15 Xác định R để I mạch điện hình 60 A Hướng dẫn g : Chọn chiều dương vòng I mắt II hình 61 Định luật K2 cho vịng I: R.I – 10I = – 25 = - 20 R 10 R I1 I1 I 5V 5I1  10 I I 25V 5V 25V 25 5I1 II Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN B n n h c Ng n H ng Đ Th ĐH Nông R1 I2 I1 R2 E I1 Ngô Ngọc Thọ HCM R1  I HÌNH 58 U T  I2 I1 R2 E I I2 I1 I2  HÌNH 59 Để I = A thì: R.I – 10(5) = - 20  R.I1 = 30  R = 30 I1 Định luật K2 cho mắt II: 10I = 25 + 5I hay 10(5) = 25 + 5I  I1 = Vậy: R = B 25 =5A 30 =6 16 xác định I1 U mạch điện hình 62 4 4 4 9V 3I1 3V  4 U I U 3I1 U I I2 II 3V 9V I1  HÌNH 63 I1 HÌNH 62 Hướng dẫn g : Chọn chiều dòng điện chiều dương mắt I II hình 63 Định luật K1 nút 1: I – I1 + I2 =0 (1) Định luật K2 cho mắt I: 4I + = 3I  I = 3I  = 1,5 A Thay vào (1): 3I  3( 3)  - I1 + 1,5 =  I1 = A  I = = 1,5 A Biết: U = 4I = 4(1,5) = V 4 Định luật K2 cho mắt II: 4I + =  I2 = B 17 Tìm U mạch điện hình 64 Hướng dẫn g : Chọn chiều dòng điện chiều dương mắt I II hình 65 Định luật K2 cho mắt I: 10I =  I = 0,5 A U1=4I =4(0,5)=2V trị số nguồn dòng 6 U1 2 = A Định luật K1 nút 1: +I1+I2=0 (1) 3 2 6 I 26 5V U1 U1 4 6 24 U 5V U1  U1 4 2 6 24 U Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN B n n h c Ng n H ng Đ Th ĐH Nông B 6 HCM I + + I2 =  I2 = - 0,5 A  U = (- 0,5)6 = - V 3 18 Tìm Uo mạch điện hình 66 Uo T I2 Định luật K2 cho mắt II: 8I2 – 24I1 =  I1 = Thay vào (1): Ngô Ngọc Thọ I1 2 4A 1  6 Uo I Uo I2 2 4A 1 Uo  HÌNH 66 HÌNH 67 Hướng dẫn g : Chọn chiều dòng điện chiều dương vòng I hình 67 Định luật K1 nút 1: I + Uo - I2 + = (1) Vì Uo = I2 nên (1) trở thành: I1 – 0,5I2 + = (2) Định luật K2 cho vòng I: 6I + 3I2 =  I1 = - 0,5I2 Thay vào (2): - 0,5I2 – 0,5I2 + =  I2 = A  Uo = I2 = V B 19 Tìm Uo mạch điện hình 68 Uo ; I2 = Uo 12(4) 3 12  U U U 12 U U U 12 = o ; I3 = o ; I4 = 4Ix, với: Ix = I2( ) = o ( ) = o  I4 = 4( o ) = o 12  12 16 8 Hướng dẫn g : Chọn chiều dịng điện hình 69: I = Định luật K1 nút 1: I = I + I2 + I3 + I4  = B Uo U U U + o + o + o  Uo = V 12 20 Tìm Uo mạch điện hình 70 Hướng dẫn g : Chọn chiều dòng điện chiều dương mắt I, II, III hình 71 Định luật K1 nút 1: - I1 – I2 + I = (1) Định luật K1 nút 2: - I – Ix + I3 = (2) (1)– (2): - I1 – I2 – Ix + I3 = (3) 27 Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN B n n h c Ngô Ngọc Thọ Ng n H ng Đ Th ĐH Nông T HCM Định luật K2 cho mắt I: I – 2I2 = 2Ix  I1 = 2Ix + 2I2 (4) Định luật K2 cho mắt II: 2I – 2Ix = 12  I2 = + Ix (5) 12V 1  I 12V  1 1 1 Ix 2 2Ix 2 I1 1 Uo I2 2 2Ix I3 Ix 2 1 Uo I 4 Uo  HÌNH 71 I 3 6A III  HÌNH 70 II 4Ix 4 Ix 6A I1 I2 3 I3 4 Uo 12 12 4 Ix  HÌNH 69 (5) thay vào (4): I = 2Ix + 2(6 + Ix) = 4Ix + 12 (6) Định luật K2 cho mắt III: 2I x + 2I3 =  I3 = - Ix (7) (5), (6) (7) thay vào (3): - 4Ix – 12 – – Ix – Ix – Ix = 18 18 18 A  - I3 = Ix = A  Uo = 1(- I3) =  - 2,57 V 7 Charles Augustin de COULOMB 1736 - 1806 28 12 12 HÌNH 68  Ix = - 4Ix I4 ...Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN B n n h c Ngô Ngọc Thọ Ng n H ng Đ Th ĐH Nông T HCM 1.2 Các phần tử mạch điện i R () uR i L (H) uL C (F) i uC 1.2.1 Điện trở Điện áp điện trở: uR =... (V) Chú ý: Bên cạnh khái niệm điện trở R, người ta đưa khái niệm điện dẫn G = 1/R, tính SIEMEN (S) 1.2.2 Điện cảm Điện áp điện cảm: uL = L.di (V) dt 1.2.3 Điện dung t Điện áp điện dung: uC = ... Giải (1), (2), (3) ta được: I1 = I2 = I = A B 18 BÀI TẬ CHƯƠNG 1 Tìm điện trở tương đương mạch điện hình 31 sau đây: 10 30 30 50 50 50 50 4 6 12 Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN