CD2 quy tac chuyen mach

Facebook: @nguyenkhuyen.apc Fanpage: @vatlithcs Youtube: @Mr Khuyeân CHỦ ĐỀ 2: QUY TẮC CHUYỂN MẠCH I ƠN LẠI MỘT SĨ KIẾN THỨC VÀ QUI TẮC CHUYỂN MẠCH: Một số kĩ bản: * Nếu đề khơng kí hiệu điểm nút mạch (là điểm giao ba dây dẫn) đánh số điểm nút kí hiệu Nếu dây nối có điện trở khơng đáng kể hai đầu nối ghi kí hiệu chung * Để đưa mạch dạng đơn giản có quy tắc sau: VÏ mạch điện tương đương: Ta thường gặp hai trường hợp sau:  Trường hợp 1: Mạch điện gồm số điện trở xác định, ta thay đổi hai nút vào dòng điện mạch ta sơ đồ tương đương khác  Trường hợp 2: mạch điện có điện trở, nút vào xác dịnh, khóa K thay đóng mở, ta có sơ đồ tương đương khác Để có sơ đồ tương đương ta làm sau:  Nếu khóa K mở, ta bỏ hẳn tất thứ nối tiếp với K hai phía  Nếu khóa K đóng, ta chập hai nút hai bên khóa K với thành điểm  Xác định xem có điểm điện  Tìm điện trở song song nhau, phần nối tiếp vẽ sơ đồ tương Một số qui tắc chuyển mạch: 2.1 Qui tắc 1: Chập điểm có điện thế: - “Ta chập hai hay nhiều điểm có điện thành điểm biến đổi mạch điện tương đương” Facebook: @nguyenkhuyen.apc Fanpage: @vatlithcs Youtube: @Mr Khuyeân (Do VA- VB = UAB = IRAB → Khi RAB = ; I ≠ RAB ≠ ; I = → VA = VB Tức A B có điện ) Các trường hợp cụ thể: + Các điểm nối với dây dẫn ampe kế có điện trở nhỏ bỏ qua … coi có hiệu điện Hai nút hai đầu R5 (điện trở đường tréo) mạch cầu cân + Các điểm đối xứng với qua trục đối xứng mạch đối xứng Trục đối xứng đường thẳng mặt phẳng qua điểm vào điểm mạch điện, chia mạch điện thành hai nửa đối xứng 2.2 Qui tắc 2: Tách nút: - Ta tách nút thành nhiều điểm khác điểm vừa tách có điện (nếu chập lại ta mạch ban đầu) 2.3 Qui tắc 3: Bỏ trở: - Ta bỏ điện trở khác khỏi sơ đồ biến đổi mạch điện tương đương cường độ dòng điện qua điện trở Các trường hợp cụ thể : vật dẫn nằm mạch hở ; điện trở khác mắc song song với vật dẫn có điện trở (điện trở bị nối tắt) ; vơn kế có điện trở lớn (lí tưởng) 1.4 Qui tắc 4: Mạch tuần hồn: - Nếu mạch điện có mắt xích giống hệt lặp lặp lại cách tuần hồn điện trở tương đương khơng thay đổi ta thêm vào (hoặc bớt đi) mắt xích 2.5 Qui tắc 5: Chuyển mạch Y→∆: */ Phương pháp chung: Nếu mạch điện mạch cầu không cân ta phải chuyển mạch thành tam giác ngược lại (Y ↔ ∆) Facebook: @nguyenkhuyen.apc Fanpage: @vatlithcs Youtube: @Mr Khuyeân - Vẽ lại mach tương đương áp dụng định luật Ơm, tính điện trở tồn mạch, tính dòng qua điện trở, … a/ Phương pháp chuyển mạch ∆→ Y : - Lồng hai mạch vào nhau, sau tính x,y, z theo R1, R2, R3 A A R1 A x R3 z y B R2 Ta coù: RAB = B C R1 y B C R1 R2  R3   X Y R1  R2  R3 x R3 z R2 C (1) RBC = R2 R1  R3  Y Z R1  R2  R3 RAC = R3 R1  R2   X Z R1  R2  R3 (2) (3) Cộng phương trình theo vế chia cho ta R1 R2  R2 R3  R3 R1  X Y  Z R1  R2  R3 (4) Trừ (4) cho (1), (2), (3) ta được: Z= R2 R3 ; R1  R2  R3 X= R1 R3 ; R1  R2  R3 => Tổng quát: Y= R1 R2 R1  R2  R3 Tích điện trở kề X, Y, X = Tổng điện trởû (5) Facebook: @nguyenkhuyen.apc Fanpage: @vatlithcs Youtube: @Mr Khuyeân b/ Phương pháp chuyển mạch Y ↔ ∆ : A X A X Y B Z C R1 R2 Y R3 B Z C - Từ (5) ta chia đẳng thức theo vế X R1 Z   R2  R1 Z R2 X ; Y R1 Z   R3  R1 Z R3 Y Khử R2, R3 (5) suy ra: X R1 R2  R2 R3  R3 R1 ; R3 Y R1 R2  R2 R3  R3 R1 ; R2 => Tổng quát: Z R1 R2  R2 R3  R3 R1 R1 Tổng tích ln phiên X,Y,Z = Điện trở vng góc (khơng nối) Facebook: @nguyenkhuyen.apc Fanpage: @vatlithcs Youtube: @Mr Khuyeân * Theo cách chuyển tam giác thành R1 R1 M R2 A R5 B M x A N R3 R3 N R4 y B z - Mạch điện tương đương lúc là: [(R1nt X) // (R3 nt Y)] nt Y - Tính điện trở tồn mạch - Tính I qua R1, R3 - Tính U1, U3 +Trở sơ đồ gốc - Tính U2, U4 - Tính I2, I4 - Xét nút M N tính I5 * Theo cách chuyển thành tam giác R1 M R2 A R5 X B R3 N R4 Ta có mạch tương đương: Gồm A Y Z R3 N R4 {(Y// R3) nt (Z // R4)}// X - Ta tính điện trở tương đương mạch AB B Facebook: @nguyenkhuyen.apc Fanpage: @vatlithcs Youtube: @Mr Khuyên - Tính IAB - Tính UAN = U3 , UNB = U4 - Tính I3 , I4 - Trở sơ đồ gốc tính I1 = IAB – I3 ; I2 = IAB – I4 - Xét nút M N, áp dụng định lí nút mạch tính I5 * Mạch cầu khuyết: Thường dùng để rèn luyện tính tốn dòng điện khơng đổi a Khuyết điện trở ( Có điện trở khơng vd R1= 0) R2 M R2 A B B A R3 R R3 N R4 R5 N R4 + Phương pháp chung - Chập điểm có điện thế, vẽ lại mạch tương đương Aùp dụng định luật Ôm giải tốn thơng thường để tính I qua R Trở sơ đồ gốc xét nút mạch để tính I qua R khuyết - Khuyết R1: Chập A với M ta có mạch tương đương gồm: {(R3 // R5) nt R4 } // R2 - Khuyết R2: Chập M với B ta có mạch tương đương gồm: {(R4 // R5) nt R3 } // R1 - Khuyết R3: Chập A với N ta có mạch tương đương gồm: {(R1 // R5) nt R2 } // R4 - Khuyết R4: Chập N với B ta có mạch tương đương gồm: {(R2 // R5) nt R1 } // R3 - Khuyết R5: Chập M với N ta có mạch tương đương gồm: {(R4 // R3) // (R2 //R4) Facebook: @nguyenkhuyen.apc Fanpage: @vatlithcs Youtube: @Mr Khuyeân b Khuyết điện trở (có điện trở 0) M R2 A B R5 R2 A B N R4 R4 - Khuyết R1 R3: chập AMN ta có mạch tương đương gồm : R2 // R4 Vì I5 = nên ta tính I2 = U AB , R2 I4 = U AB , R4 I1 = I2 , I3 = I4 - Khuyết R2 R4 tương tự - Khuyết R1 R5 : chập AM lúc R3 bị nối tắt (I3 = 0), ta có mạch tương đương gồm : R2 // R4 Aùp dụng tính I2, I4, trở sơ đồ gốc tính I1, I5 - Khuyết R2 R5 ; R3 R5 ; R4 R5 tương tự khuyết R1 R5 c Khuyết điện trở (có điện trở 0) M R2 R2 B A R3 N R3 - Khuyết R1, R2, R3 ta chập AMN Ta có mạch tương đương gồm R2 // R4 Thì cách giải khuyết điện trở - Khuyết R1, R5, R4 ta chập A với M N với B Ta thấy R2, R3 bị nối tắt Facebook: @nguyenkhuyen.apc Fanpage: @vatlithcs Youtube: @Mr Khuyên II MỘT SỐ BÀI TỐN ĐIỂN HÌNH VÀ CÁCH GIẢI: *Bài tốn 1: ( Áp dụng qui tắc tổng quát – qui tắc 1) Tính điện trở tương đương đoạn mạch AB hình vẽ nếu: a) K1, K2 mở b) K1 mở, K2 đóng R4 N B M A R1 c) K1 đóng, K2 mở K2 R3 R2 K1 d) K1, K2 đóng Cho R1 =  , R2 =  , R3 =  , R4 =  , điện trở dây nối không đáng kể Bài giải: a) K1, K2 mở: A B R4 R1 R2 mắc song song với đoạn dây dẫn AN, điện trở đoạn dây dẫn AN coi không nên điện trở tương đương R1, R2 với đoạn dây AN khơng Mạch AB điện trở R4 Vây điện trở tương đương đoạn mạch là: RAB = R4 =  R3 Tương tự câu dòng điện qua AN R4 phân nhánh qua R3 R4 (mắc song song nhau)  RAB = R34 = c, K1 đóng, K2 mở: B A b) K1 mở, K2 đóng: R 3R  2 R3  R4 A, Do dây nối MB nên R1, R2 khơng mắc song song N R4 R2 với dây AN R1 B,M Facebook: @nguyenkhuyen.apc Fanpage: @vatlithcs Youtube: @Mr Khuyên - Lúc mạch có: R1 // R2 //R4  1 1 10     R AB R1 R R  R AB   0.6 10 d, K1, K2 đóng: R1 Mạch điện vẽ lại hình bên Từ hình ta có: R1 // R2 // R3 // R4  1 1 12      R AB R1 R R R  R AB  A,N R2 R3 B,M R4  0.5 12 * Bài toán 2: Nếu mạch điện mạch cầu không cân phải chuyển mạch tam giác thành mạch hình theo công thức sau: Áp dụng biến đổi mạch sang mạch tam giác cho mạng AMN ta có: Facebook: @nguyenkhuyen.apc Fanpage: @vatlithcs Youtube: @Mr Khuyên Bài tốn 3: Cho mạch điện hình vẽ Tìm RAB chưa tách tách nút O thành điểm O1 O2 Cho R1 = R2 =  , R3 = 1,5  , R4 =  Hướng dẫn: */ Khi chưa tách nút O, ta có : (R1 // R2) nt (R3 // R4), nên : RAB = R12 + R34 =  */ Khi tách nút O thành điểm O1 O2 , mạch cho có hai nhánh song song (R1 nt R3) // (R2 nt R4) Nên: RAB =(R13 R24)/ (R13 + R24 ) = 35/17  *Bài toán 4: (Áp dụng qui tắc 3: Bỏ điện trở) Cho mạch điện hình vẽ Biết R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = 10  Điện trở ampe kế khơng đáng kể R1 Tìm RAB? A R4 R2 Bài giải: - Vì RA = nên chập hai điểm D B làm sơ đồ vẽ lại sau: R / / R1nt  R / /R  C R3 A D R5 B Facebook: @nguyenkhuyen.apc Fanpage: @vatlithcs Ta có: R 34  Youtube: @Mr Khuyên R 3R = 5 R3  R4 A R1 R3 C R134 = R1 + R34 = 15  R AB  B, D R4 R R134 = 6 R  R134 R2 Vậy : RAB =  *Bài tốn 5: Cho mạch điện có dạng hình vẽ R1 R1 =  , R2 = R3 =  A C R3 B R4 R4 =  , R5 = 18  Tìm RAB? R2 D Bài giải: - Ta thấy: R3 R1     R2 R 18  R1 R   Mạch cầu cân bằng: R2 R5  I4 = (A) VC = VD nghĩa điện trở R4 khỏi mạch điện để tính điện trở tương đườn đoạn mạch Khi điện trở mạch mắc sau: (R1 nt R3) // (R2 nt R5) - Do đó: R13 = R1 + R3 = + =  R5 Facebook: @nguyenkhuyen.apc Fanpage: @vatlithcs Youtube: @Mr Khuyeân R25 = R2 + R5 = + 18 = 24   RAB = (R13 R25) : (R13+ R25) =  Vậy RAB =  *Bài toán 6: (Áp dụng qui tắc 4: Mạch tuần hồn) Cho mạch điện hình vẽ, ô điện trở kéo dài đến vô Tính điện trở tương đương toàn mạch Ứng dụng cho R1 = 0.4  ; R2 =  R1 R1 R1 A R2 R2 R2 B Bài giải: - Gọi Rx điện trở tương đương đoạn mạch Do số cặp R1, R2 vơ nên ta mắc thêm cặp R1, R2 vào đầu đoạn mạch mà điện R1 A trở tương đương khơng thay đổi Ta có: (R2 // Rx): R2 B R 2R x 1    R 2x  R 2x R x R R2  Rx (R1nt R 2x ) : R x  R1  R 2R x R2  Rx  R x R  R 2x  R1R  R1R x  R R x  R 2x  R1R x  R1R  R1  R12  4R1R  Rx  Rx Facebook: @nguyenkhuyen.apc Fanpage: @vatlithcs Youtube: @Mr Khuyeân Ứng với: R1 = 0.4  , R2 =  Rx  0.4  0.16  12.8  2 *Bài toán 7: (Áp dụng qui tắc 5: Chuyển mạch thành tam giác) Cho mạch cầu hình vẽ Tính điện trở tương đương mạch Biết R1 =10  , R2 = 15  , R3 = 20  , R4 =17.5  , R5 = 25  R1 A R3 C B R5 R2 D R4 Bài giải: Ta thÊy: R1 10   R 15 R3 20  R 17.5 Mạch cầu có: R1.R4  R2.R3 Mạch cầu khơng cân Nên ta sử dụng công thức biến mạch tam giác (R1, R2, R5) thành mạch (R12, R15, R25) ta có: R C R A B R15 R R12 R R25 D R Facebook: @nguyenkhuyen.apc Fanpage: @vatlithcs Youtube: @Mr Khuyeân R12  R 1R R 1R 10.15 10.25   3 R15    5 R1  R  R 50 R1  R  R 50 R 25  R 2R 15.25   7,5 R1  R  R 50 (R15 nt R )  R153  R15  R   20  25 (R 25 nt R )  R 254  R 25  R  7,5  17,5  25 (R153 / / R 254 )  R153254  R153 R 254 25.25   12,5 R153  R 254 25  25 (R12 nt R153254 )  R  R12  R153254   12,5  15,5 Vậy điện trở tương đương toàn mạch là:R = 15,5  Facebook: @nguyenkhuyen.apc Fanpage: @vatlithcs Youtube: @Mr Khuyeân III MỘT SỐ BÀI TẬP VẬN DỤNG: R1 Bài 1: Cho mạch điện hình vẽ: R3 A Cho biết R1 =  R2 D R5 C R7 B R4 R2 = R5 = 20  R6 R3 = R6 = 12  R4 = R7 =  Tìm điện trở tương đương RAB mạch? (Đáp số: RAB = 16  ) Bài 2: Cho mạch điện hình vẽ: Biết: R1 = R3 = R5 =  , R2 =  , R4 =  Tìm điện trở tương đương RAB mạch Đáp số: RAB = 1.5  R1 A R2 R3 C R5 R4 B ... ngược lại (Y ↔ ∆) Facebook: @nguyenkhuyen.apc Fanpage: @vatlithcs Youtube: @Mr Khuyeân - Vẽ lại mach tương đương áp dụng định luật Ơm, tính điện trở tồn mạch, tính dòng qua điện trở, … a/ Phương