Trong đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp

Chọn A. Đoạn mạch có những điểm nối chung của nhiều điện trở.

Vì đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp là đoạn mạch có những điểm nối chỉ của hai điện trở. Nếu có điểm nối chung của nhiều điện trở thì sẽ có nhiều nhành rẻ, không phù hợp với đoạn mạch nối tiếp.

Bạn Đang Xem: Trong đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp

Đoạn mạch nối tiếp – Lý thuyết Đoạn mạch nối tiếp. Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp…

Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp:

Cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm: I = I1 = I2. 
Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng hai hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần: U = U1 + U2.
Điện trở tương đương của đoạn mạch bằng tổng hai điện trở thành phần: 

                           Rtđ = R1 + R2. 

Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó:

                            (frac{U_{1}}{U_{2}}=frac{R_{1}}{R_{2}}.)

1. Đoạn mạch nối tiếp

Một mạch được gọi là đoạn mạch nối tiếp nếu các thành phần được kết nối liên tiếp nhau hoặc hình thành tầng trong một dòng duy nhất. Một mạch nối tiếp tạo thành một con đường chỉ có một vòng, do đó, dòng điện chạy qua các thành phần là như nhau và điện áp phân chia tùy thuộc vào điện trở của từng thành phần.

Dòng điện trong đoạn mạch nối tiếp

Dòng điện qua từng thành phần trong mạch nối tiếp vẫn giữ nguyên và nó bằng với dòng điện được cung cấp bởi nguồn điện. Vì chỉ có một đường dẫn cho dòng điện chảy, dòng điện không phân chia.

I = I1 = I2

Điện áp trong mạch nối tiếp

Tổng điện áp rơi trên mỗi thành phần trong mạch nối tiếp bằng điện áp cung cấp. Điện áp là một mạch nối tiếp phân chia giữa các thành phần dựa trên điện trở của chúng. Do đó, điện áp rơi trên mỗi thành phần là khác nhau và phụ thuộc vào giá trị điện trở của các thành phần.

Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng hai hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần:

U = U1 + U2

2. Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp

a) Điện trở tương đương

Điện trở tương đương của một đoạn mạch gồm các điện trở là điện trở có thể thay thế cho đoạn mạch này sao cho với cùng hiệu điện thế thì cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch vẫn có giá trị như trước.

b) Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp

+ Điện trở tương đương của đoạn mạch bằng tổng hai điện trở thành phần:

+ Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó:

Chú ý:

Ampe kế, dây nối trong mạch thường có giá trị rất nhỏ so với điện trở của đoạn mạch cần đo cường độ dòng điện, nên ta có thể bỏ qua điện trở của ampe kế và dây nối khi tính điện trở của mạch nối tiếp.

3. Tụ điện trong đoạn mạch nối tiếp

Khi các tụ điện được kết nối nối tiếp, tổng điện dung hoặc tương đương của chúng giảm vì chênh lệch điện áp trên mỗi tụ giảm và điện tích được lưu trữ do điện áp này cũng giảm.

Tụ điện trong mạch nối tiếp

Tổng điện dung trong một mạch nối tiếp luôn nhỏ hơn điện dung riêng.

4. Ampe kế mắc trong đoạn mạch nối tiếp

Khi xét về điện trở, chúng ta cần tính tổng các điện trở thành phần. Tuy nhiên trongđoạn mạch nối tiếpthì điện trở của Ampe kế hoàn toàn có thể bỏ qua. Bởi lẽ, điện trở của Ampe kế tác dụng lên dòng điện là rất nhỏ. Chúng ta thường lắp Ampe kế để đo cường độ dòng điện có trong mạch. Chính vì vậy, khi tính về điện trở, chúng ta có thể bỏ qua điều này.

Đoạn mạch có các thiết bị điện lắp nối tiếp nhau

5. Cuộn cảm trong mạch nối tiếp

Tổng độ tự cảm của hai hoặc nhiều hơn hai cuộn cảm trong một mạch nối tiếp là tổng của cuộn cảm riêng lẻ.

Ltd = L₁+ L₂+ L₃+…+ Ln

Tổng độ tự cảm tăng và nó luôn luôn lớn hơn độ tự cảm riêng lẻ trong một mạch nối tiếp.

6. Nguồn cấp trong đoạn mạch nối tiếp

Nếu hai hoặc nhiều hơn hai nguồn cung cấp được kết nối nối tiếp thì tổng điện áp hoặc tương đương của chúng sẽ là tổng của các điện áp riêng trong khi tổng dòng điện được cung cấp sẽ giữ nguyên như dòng điện được cung cấp bởi nguồn cung cấp riêng lẻ.

Bạn có thể sử dụng các công thức điện sau đây để tính công suất trong mạch nối tiếp:

P = I2R1+ I2R2+ … I2Rn

hoặc là

Công suất mạch nối tiếp

Vì vậy, nếu bạn muốn tăng điện áp của nguồn cung cấp kết nối nối tiếp. Ví dụ, hai pin 6v được kết nối nối tiếp sẽ cung cấp điện áp 12V cho tổng điện áp.

7. Đo cường độ dòng điện và hiệu điện thế đối với đoạn mạch nối tiếp

Cách mắc mạch

– Cách mắc nối tiếp: cuối thiết bị này được nối với đầu thiết bị kia

– Cách mắc ampe kế: mắc nối tiếp ampe kế vào đoạn mạch sao cho chốt (+) của ampe kế được mắc về phía cực dương của nguồn điện

– Cách mắc vôn kế: mắc hai chốt của vôn kế song song vào hai điểm của mạch sao cho chốt (+) của vôn kế được nối về phía cực dương của nguồn điện

– Trong đoạn mạch nối tiếp, cường độ dòng điện tại mọi điểm đều bằng nhau

– Hiệu điện thế giữa hai đầu trong đoạn mạch mắc nối tiếp bằng tổng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi thiết bị thành phần

8. Bài tập đoạn mạch mắc nối tiếp lớp 9

Câu 1:Đâu là phát biểu đúng nhất khi nói về cường độ dòng điện trong đoạn mạch nối tiếp?

A. Trong đoạn mạch nối tiếp, cường độ dòng điện qua các vật dẫnphụ thuộc hoàn toànvào điện trở các vật dẫn đó.

B. Trong đoạn mạch nối tiếp, cường độ dòng điện có giá trị giống nhau (hay như nhau)tại mọi điểm.

C.Trong đoạn mạch nối tiếp, cường độ dòng điện có giá trị chênh lệch với nhau khoảng 1 – 2 đơn vị.

D.Trong đoạn mạch nối tiếp, cường độ dòng điện có giá trị càng nhỏnếu điện trở củavật dẫn đó càng lớn.

=> Đáp án đúng:B

Câu 2:Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch trong đoạn mạch nối tiếp sẽ như thế nào?

A. Luôn luôn nhỏ hơn tổng hiệu của các hiệu điện thế của các điện trở thành phần.

B. Lớn hơn hiệu điện thế của các điện trở thành phần.

C. Bằng các tổng hiệu điện thế của các điện trở thành phần.

D. Bằng các hiệu điện thế của các điện trở thành phần.

=> Đáp án đúng:C

Xem Thêm : 6 1cc mật gấu pha bao nhiêu rượu tốt nhất

Câu 3:Cho các công thức về đoạn mạch nối tiếp dưới đây, đâu là công thức sai?

A.I=I1=I2=…=In

B.U=U1+U2+…+Un

C.Rtđ=R1+R2+…+Rn

D.R=R1=R2=R3=…=Rn

=> Đáp án đúng:D

Câu 4:Cho hai điện trở R1 và R2 có giá trị lần lượt bằng 12 và 18, hai điện trở được mắc nối tiếp với nhau. Hỏi điện trở tương đương R12 của đoạn mạch đó sẽ bằng giá trị nào dưới đây?

A. R12 = 30 (ΩΩ)

B.R12 = 18 (ΩΩ)

C. R12 = 12 (ΩΩ)

D. R12 = 6 (ΩΩ)

=> Đáp án đúng:A

Câu 5:Cho hai điện trở R1 và R2 có giá trị lần lượt bằng 5 và 10, hai điện trở mắc nối tiếp nhau Cho cường độ dòng điện qua điện trở R1 bằng 4A. Hỏi nhận định nào dưới đây sai?

A. Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R1 có giá trị bằng 20V

B. Cường độ dòng điện qua hai đầu điện trở R2 có giá trị bằng 8A

C. Điện trở tương đương của toàn mạch có giá trị bằng 15ΩΩ

D. Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch có giá trị bằng 60V

=> Đáp án đúng:B

1. Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch nối tiếp

+I= I1 = I2
+ U = U1 + U2
+ Theo định luật Ohm, ta có:  

MàI1 = I2nên U1R1=U2R2   hay  U1U2=R1R2

Trong đó:
I: cường độ dòng điện qua đoạn mạch AB (đơn vị A)
I1,I2: cường độ dòng điện qua điện trở R1, R2 (đơn vị A)
U hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB (đơn vị V)
U1, U2: hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R1, R2 (đơn vị V)
R1, R2: giá trị các điện trở (đơn vị Ω)

2. Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp

Điện trở tương đương (Rtđ, đơn vị Ω) của đoạn mạch gồm nhiều điện trở là một điện trở thay thế cho các điện trở đó, sao cho với cùng một hiệu điện thế thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch vẫn có giá trị như cũ.

Ta có: 

+ I= I1 = I2

+ U= U1+U2 = I1R1 + I2R2

Mà U=IRtđ nên IR = I1R1 + I2R2

Vậy: Rtđ = R1 + R2

Nếu đoạn mạch gồm n điện trở giống nhau mắc nối tiếp thì Rtđ = nR với R là giá trị mỗi điện trở.

II. Đoạn mạch gồm các điện trở mắc song song 

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

+I =I1 + I2
+U = U1 = U2
+ Theo định luật Ohm, ta có:  

Mà U1 = U2 nên I1R1 = I2R2  hay  I1I2=R1R2

2. Điện trở tương đương của đoạn mạch song song

Ta có: 
+I = I1 + I2=  U1R1 + U2R2
+U = U1 = U2

Mà I=URtđ  nên  URtđ=U1R1+U2R2
Vậy:   1Rtđ=1R1+1R2 hay  Rtđ=R1 R2R1+R2

Nếu đoạn mạch gồm n điện trở giống nhau mắc song song thì Rtđ = Rn  với R là giá trị mỗi điện trở.

B. Bài tập vận dụng

Bài 1: Hai điện trở R1, R2 và ampe kế có điện trở không đáng kể được mắc nối tiếp với nhau vào hai điểm A và B. Cho R1 = 5 Ω, R2 = 10 Ω, ampe kế chỉ 0,2 A.

a. Vẽ sơ đồ mạch điện.

b. Tính điện trở tương đương của cả đoạn mạch.

c. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB và hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R1, R2.

Hướng dẫn:
a.

b. Vì R1 nối tiếp R2 nên Rtđ = R1+ R2 = 15 Ω.

c. Vì R1 nối tiếp R2 nên I = I1 = I2 = IA = 0,2 A
+ U= IRtđ = 3 V
+ U1 = I1R1 = 1 V
+ U2 = I2R2 = 2 V

Xem Thêm : Bài học rút ra từ câu chuyện Hũ bạc của người cha

Bài 2: Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ. Biết R1 = 5 Ω, R2= 20 Ω, ampe kế A1chỉ 0,6 A. Bỏ qua điện trở của các ampe kế.

a. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu AB của đoạn mạch.

b. Tính cường độ dòng điện ở mạch chính và cường độ dòng điện qua điện trở R2.

Hướng dẫn:

a. Ta có IA1 = I1 = 0,6 A

Theo định Ohm:  I1=U1R1⇒U1=I1 R1=3V

Vì R1 song song R2nên U= U1 = U2 = 3 V

b. Vì R1 song song R2 nên  = 4 Ω
+  I=URtđ= 0,75 A
+  I2=U2R2 = 0,15 A

Bài 3: Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ. Biết R1=R2 = 6 Ω, R3 = 4 Ω.

a. Tính điện trở tương đương của toàn mạch.

b. Biết UAB = 14 V. Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch chính và cường độ dòng điện qua mỗi điện trở.

c. Tháo R3 khỏi đoạn mạch điện rồi dùng dây dẫn nối B và C. Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở và hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở.

Hướng dẫn:

a. Vì R1 song song R2 và R1= R2 = 6 Ω nên R12 =  3 Ω

Vì R12 nối tiếp R3 nên Rtđ = R12 + R3 = 7 Ω

b. Theo định luật Ohm: I=UABRtđ= 2 A

VìR12 nối tiếp R3nên I = I12 =I3 = 2 A

Theo định luật Ohm: I12=U12R12⇒U12=I12 R12=6V

Vì R1 song song R2 nên:
+U12 =U1 = U2 = 6 V
+  I1=I2=U1R1=1A
c. Tháo R3 khỏi đoạn mạch điện rồi dùng dây dẫn nối B và C thì đoạn mạch gồm R1 song song R2.

Vì R1 song song R2 nên:

+ UAB = U1 = U2= 14 V không đổi.
+   I1=I2=U1R1=146≈2,33 A
Bài 4: Cho R1 nối tiếp R2 sau đó mắc song song R3 và một ampe kế mắc nối tiếp với R3. Biết R1 = R2 = R3 = 3 Ω. Biết điện trở của ampe kế không đáng kể.

a. Vẽ sơ đồ mạch điện.

b. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.

c. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch khi ampe kế chỉ 1 A. 

Hướng dẫn:

a.

b. Vì R1 nối tiếp R2 và R1 = R2 = 3 Ω nên R12= 2R1 = 6 Ω.

Vì R12 song song R3 nên  Rtđ=R12  R3R12+R3 = 2 Ω

c. Ta có: IA = I3 = 1 A

Theo định luật Ohm:  I3=U3R3⇒U3=I3 R3=3V

Vì R12 song song R3 nên UAB = U12 = U3 = 3 V

Bài 5: Cho sơ đồ mạch điện như hình bên dưới, biết R1 = 25 Ω . Khi khóa K đóng ampe kế chỉ 4 A còn khi khóa K mở thì ampe kế chỉ 2,5 A. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và điện trở R2? Bỏ qua điện trở của ampe kế.

Hướng dẫn:

Khi khóa K đóng, đoạn mạch chỉ có điện trở R1.

Ta có: I= I1 = 4 A

Theo định luật Ohm:   I=UR1⇒U=I R1=100V

Khi khóa K mở, đoạn mạch chỉ gồm điện trở R1 nối tiếp R2.

Theo định luật Ohm:   I’=URtđ⇒Rtđ=UI’=40Ω.

Mà Rtđ = R1 + R2 nên R2 = 15 Ω.

=============================

Người biên soạn:  Giáo viên. Phù Thị Tiến (Tổ Vật lí – Công nghệ)

Trường TH – THCS – THPT Lê Thánh Tông

Xem thêm: