Các đại lượng điện cơ bản. Các định luật ohm, kirchoff. Georg Simon Ohm (1631789 671854) là một nhà vật lý người Đức. Là một giáo viên trung học, Ohm bắt đầu nghiên cứu phát minh gần thời gian đó của Alessandro Volta, pin Volta. Ông là người đã phát biểu định luật Ohm.
14145011 CHƯƠNG II: CĂN BẢN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN, ĐIỆN TỬ Ô TÔ - Georg Simon Ohm (16/3/1789 - 6/7/1854) nhà vật lý người Đức Là giáo viên trung học, Ohm bắt đầu nghiên cứu phát minh gần thời gian Alessandro Volta, pin Volta Ơng người phát biểu định luật Ohm - Sự phụ thuộc cường độ dòng điện qua dây dẫn vào hiệu điện hai đầu dây dẫn thời ơng tìm ơng giáo viên dạy vật lý tỉnh lẻ Thời dụng cụ đo thơ sơ, chưa có ampe kế, vơn kế bây giờ, với lòng say mê nghiên cứu khoa học giúp đỡ nhiệt tình bạn bè, ơng kiên trì tiến hành hàng loạt thí nghiệm thành công Kết nghiên cứu ông gọi định luật Ohm, công bố năm 1827 Cho tới cuối kỉ XIX, định luật nhà vật lý học tồn giới cơng nhận ứng dụng rộng rãi Georg Simon Ohm Mạch điện ô tô nối theo ba loại mạch bản: Nối tiếp Song song, Kết hợp 1.11 ĐỊNH LUẬT OHM - 14145011 Hình Minh họa - Nội dung định luật cho cường độ dòng điện qua điểm vật dẫn điện tỷ lệ thuận với hiệu điện qua điểm đó, với vật dẫn điện có điện trở số, ta có phương trình tốn học mô tả mối quan hệ sau: - I ( A ) cường độ dòng điện qua vật dẫn - U ( V ) : điện áp vật dẫn - R ( Ω ) điên trở Chú ý: Trong định luật Ohm, điện trở R khơng phụ thuộc vào cường độ dịng điện R ln số Hình 1.22 Mạch nối tiếp đơn giản, điện áp áp dụng thông qua cầu chì đến cơng tắc 14145011 MẠCH ĐIỆN CƠ BẢN TRONG HỆ THỐNG XE Ô TÔ 1.12 Ghép nối tiếp Các phần tử gọi mắc nối tiếp chúng có chung dịng điện chạy qua điện áp tổng cộng tổng điện áp phần tử Ví dụ Hình 1.22 Định luật ohm dịng nối tiếp load (R1) total (RT) load (R2) Hình 1.23 Mạch điện hình 1.22 14145011 • - Áp dụng định luật ohm để dự đoán hoạt động mạch Đối với mạch nối tiếp : Tổng trở mạch tổng trở tải ( ) ⇒ - Dòng điện (I) hiệu điện (E) chia tổng trở (R) - Sụt áp tải tương đương với dòng điện (I) nhiêu lần điện trở tải ; 1.13 Ghép song song - Các phần tử gọi mắc song song chúng có chung điện áp dòng điện - tổng cộng tổng dòng điện qua phần tử Nếu điện trở nhánh khác nhau, dòng điện nhánh khác Hình 1.24 Mạch song song , đèn phanh ô tô + Khi công tắc mở, điện áp áp dụng cho tiếp điểm mở công tắc Khơng có dịng điện chạy qua 14145011 + Khi cơng tắc đóng, dịng điện chạy qua cơng tắc hai đèn để nối đất Đèn sáng ⸰ Chú ý :Một đoạn mạch song song chứa tất phần tử đoạn mạch nối tiếp, nhiên, mạch song song có nhiều đường cho dịng điện Nó thường có hai nhiều tải có nhiều thiết bị điều khiển - Các tải mạch nối theo đường dẫn song song gọi nhánh "Mỗi chi nhánh hoạt động độc lập với chi nhánh khác Trong mạch song song, tải không hoạt động tải khác tiếp tục hoạt động Ví dụ : Áp dụng định luật ohm giải thích sơ đồ sau : From battery - Battery + Lamp 6Ω Lamp 4Ω Hình 1.25 Mạch song song , đèn phanh ô tô Áp dụng định luật ohm để dự đoán hoạt động mạch Đối với mạch song song : 14145011 ⇒ Lắp thêm điện trở nhánh vào đoạn mạch song song điện trở tương đương giảm.⸰ Chú ý : - Nếu có mạch hở nhiều nhánh, tăng điện trở tương đương làm giảm - dòng điện Tăng điện trở nhánh ảnh hưởng đến hoạt động thành phần nhánh Tuy nhiên, điện trở tăng đủ cao để tạo mạch hở, mạch nhánh Trong trường hợp đó, điện trở tương đương tăng dịng điện giảm - tồn mạch Như mạch nối tiếp, điện áp nguồn cao ngắn mạch để nối đất trước tải tăng dịng điện, làm cháy cầu chì hư hỏng linh kiện khác 1.14 Mạch hỗn hợp - Ghép hỗn hợp phần tử: + Sử dụng nhiều phần tử khác loại mạch + Các phần tử mắc theo cấu hình Dimmer : Bộ điều chỉnh độ sáng Hình 1.26 Mạch hỗn hợp : điều chỉnh độ sáng ghép nối tiếp với bóng đèn mắc song song • Mạch điện hình 1.26 14145011 Hình 1.27 Mạch hỗn hợp : điều chỉnh độ sáng ghép nối tiếp với bóng đèn mắc song song • Bộ điều chỉnh độ sáng dimmer cấu tạo từ biến trở Nhận xét: + Mạch biểu diễn thông số đặc trưng + Khơng có cơng thức tổng qt để tính thơng số đặc trưng từ thông số thành phần mà phải tính tùy theo trường hợp cụ thể 1.15 Bài tập ví dụ 14145011 VD1 : cho mạch hình 2.9 , Nguồn DC = 12V Tính cường độ dịng điện I? Tổng trở mạch tổng tất R1 R2 trở có mạch ⇒ Hình 1.28 VD2 : cho mạch hình 1.29 , Nguồn DC = 12V Tính cường độ dịng điện I Hình 1.29 R1 • Vẽ lại mạch: Do trở theo nhánh khác ⇒ vẽ trở mắc song song ⇒ R2 Hình 1.30 Vẽ lại mạch điện 1.29 • Note : 14145011 R1 - Mạch nối tiếp : R1 - R3 R2 Mạch song song : R2 R3 HAI ĐỊNH LUẬT KIRCHOFF 1.16 Định luật kirchoff - Tổng đại số dịng điện nút khơng: ∑i=0 Trong thường quy ước dịng điện có chiều tới nút mang dấu dương, dòng điện có chiều rời khỏi nút mang dấu âm ngược lại Ví dụ : Tại nút A hình 2.12 , định luật Kiếchốp viết: Hình 1.31 Nhận xét: Phương trình viết theo phát biểu khơng mang tính tổng qt, phụ thuộc chiều - dịng điện cụ thể - Coi dòng điện dòng điện đại số, theo quy ước dấu: o Dòng điện vào nút mang dấu (-) o Dòng điện khỏi nút mang dấu (+) 4.1 Định luật kirchoff : - Phát biểu 1: “Trong vịng kín bất kỳ, tổng điện áp phần tử tích cực tổng điện áp phần tử thụ động” Ví dụ : xét vịng hình 1.32 - Hình 1.32 Chọn chiều (+) hình vẽ, áp dụng định luật ta có phương trình - R1i1 + R2i2 − R3i3 − R4i4 = E1 − E2 + E3 − E4 Coi điện áp đại lượng đại số, theo quy ước dấu: chọn chiều (+) tùy ý vịng - • o Các điện áp chiều (+) mang dấu (+) o Các điện áp ngược chiều (+) mang dấu (-) Phát biểu 2: “Trong vịng kín, tổng điện áp đại số 0” − E1 + E2 − E3 + E4 + R1i1 + R2i2 − R3i3 − R4i4 = Nhận xét: Định luật cho phép tạo B-(N-1) phương trình độc lập tuyến tính • Note - Vịng kín: - Nút : Bài tập ví dụ: ... Coi điện áp đại lượng đại số, theo quy ước dấu: chọn chiều (+ ) tùy ý vịng - • o Các điện áp chiều (+ ) mang dấu (+ ) o Các điện áp ngược chiều (+ ) mang dấu (- ) Phát biểu 2: “Trong vịng kín, tổng điện. .. (I) hiệu điện (E) chia tổng trở (R) - Sụt áp tải tương đương với dòng điện (I) nhiêu lần điện trở tải ; 1.13 Ghép song song - Các phần tử gọi mắc song song chúng có chung điện áp dịng điện - tổng... load (R 1) total (RT) load (R 2) Hình 1.23 Mạch điện hình 1.22 14145011 • - Áp dụng định luật ohm để dự đoán hoạt động mạch Đối với mạch nối tiếp : Tổng trở mạch tổng trở tải ( ) ⇒ - Dòng điện (I)