Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch song song

Giải VBT Lí 9 Bài 5: Đoạn mạch song song

Lí thuyết trang 16 Vật lí 9

I - CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ TRONG ĐOẠN MẠCH SONG SONG

1. Nhớ lại kiến thức lớp 7

Trong đoạn mạch gồm hai bóng đèn mắc song song:

- Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện chạy qua các mạch rẽ: I = I₁ + I₂

- Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi mạch rẽ: U = U₁ = U₂

2. Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song

C1. Hai điện trở R₁, R₂ được mắc song song với nhau. Ampe kế đo cường độ dòng điện chạy trong mạch chính. Vôn kế đo hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở, đồng thời là hiệu điện thế của cả mạch.

C2. Chứng minh tồn tại hệ thức: $\frac{I_1}{I_2}=\frac{R_1}{R_2}$

Ta có hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch song song bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đoạn mạch rẽ: U = U₁ = U₂

$\Rightarrow$ U = I₁R₁ = I₂R₂ $\Rightarrow \frac{I_1}{I_2}=\frac{R_1}{R_2}$ (đpcm)

II - ĐIỆN TRỞ TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA ĐOẠN MẠCH SONG SONG

1. Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song

C3. Ta có: $I=\frac{U}{R};I_1=\frac{U_1}{R_1};I_2=\frac{U_2}{R_2}$ 

Mặc khác: I = I₁ + I₂; U = U₁ = U₂

Từ các biểu thức trên ta có:

$\frac{U}{R_{td}}=\frac{U_1}{R_1}+\frac{U_2}{R_2}\iff \frac{1}{R_{td}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}\iff R_{td}=\frac{R_1{R}_2}{R_1{R}_2}$ 

2. Thí nghiệm kiểm tra

- Khi R₁ // R₂ thì I_AB = 0,5 A

- Khi thay hai điện trở trên bằng điện trở tương đương thì I’_AB = 0,5 A

So sánh: Ta thấy cường độ dòng điện chạy qua mạch trong hai trường hợp là bằng nhau.

3. Kết luận: Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song thì nghịch đảo của điện trở tương đương bằng tổng nghịch đảo các điện trở thành phần.

Chú ý: Các dụng cụ điện có cùng hiệu điện thế định mức được mắc song song vào mạch điện. Khi đó chúng đều hoạt động bình thường và có thể sử dụng độc lập với nhau nếu hiệu điện thế của mạch điện bằng hiệu điện thế định mức của các dụng cụ.

III - VẬN DỤNG

C4. + Đèn và quạt được mắc song song vào nguồn 220 V để chúng hoạt động bình thường.

+ Sơ đồ mạch điện (hình 5.1)

+ Nếu đèn không hoạt động thì quạt vẫn hoạt động vì quạt vẫn được mắc vào hiệu điện thế đã cho (chúng hoạt động độc lập nhau).

C5. Điện trở tương đương của đoạn mạch là:

Vì R₁ // R₂ do đó điện trở tương đương R₁₂ là:

$\frac{1}{R_{12}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}=\frac{1}{30}+\frac{1}{30}=\frac{1}{15}\iff R_{12}=15\Omega$

+ Khi mắc thêm điện trở R₃ thì điện trở tương đương R_AC của đoạn mạch mới là:

$\frac{1}{R_{AC}}=\frac{1}{R_{12}}+\frac{1}{R_3}=\frac{1}{15}+\frac{1}{30}=\frac{1}{10}\iff R_{AC}=10\Omega$

Ta thấy: R_AC nhỏ hơn mỗi điện trở thành phần.

*Chú ý: điện trở tương đương của đoạn mạch có 3 điện trở mắc song song được tính theo công thức: $\frac{1}{R_{td}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\frac{1}{R_3}$

Nếu có các điện trở bằng nhau mắc song song (R₁ = R₂ = R₃) thì: $R_{td}=\frac{R}{3}$  

Xem thêm lời giải vở bài tập Vật lí lớp 9 hay, chi tiết khác:

Câu 5.1 trang 16 VBT Vật Lí 9: Tóm tắt: R₁ = 15 , R₂ = 10, U_V = 12V...

Câu 5.2 trang 16 VBT Vật Lí 9: Tóm tắt: R₁= 5, R₂= 10, I_A1= I₁= 0,6A...

Câu 5.3 trang 17 VBT Vật Lí 9: Tóm tắt: R₁ = 20 Ω; R₂ = 30 Ω; I_A = 1,2A...

Câu 5.4 trang 17 VBT Vật Lí 9: Tóm tắt: R₁= 15, I_1max= 2A...

Câu 5.5 trang 17 VBT Vật Lí 9: Tóm tắt: U_V= 36V; I_A­= 3A_;R₁= 30...

Câu 5.6 trang 17 VBT Vật Lí 9: Tóm tắt: R₁= 10; R₂= R₃= 20...

Câu 5a trang 17 VBT Vật Lí 9: Hai điện trở R₁ = 20 Ω; R₂ = 30 Ω được mắc nối tiếp nhau...

Câu 5b trang 18 VBT Vật Lí 9: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 5.2. R₁ = 5 Ω; vôn kế chỉ 6 V...