Công thức tính cường độ dòng điện trong đoạn mạch mắc nối tiếp

Cách tính cường độ dòng điện

Công thức tính cường độ dòng điện giúp các bạn học sinh nhanh chóng nắm được toàn bộ kiến thức thế nào là cường độ dòng điện, các công thức tính, ký hiệu, đơn vị của cường độ dòng điện. Từ đó nhanh chóng giải được các bài tập Vật lí 11.

Cường độ dòng điện là đại lượng được dùng để chỉ mức độ mạnh yếu của dòng điện. Dòng điện càng mạnh thì cường độ dòng điện càng lớn và ngược lại, dòng điện càng yếu thì cường độ dòng điện càng bé. Chính vì vậy để giúp các bạn hiểu rõ hơn về cường độ dòng điện mời các bạn cùng theo dõi bài viết dưới đây của Download.vn nhé.

Cường độ dòng điện chính là đại lượng đặc trưng cho sự tác dụng mạnh hay yếu của dòng điện. Cường độ dòng điện còn được xác định bằng thương số giữa điện lượng ∆q được dịch chuyển qua tiết diện thẳng của 1 vật dẫn trong 1 khoảng thời gian ∆t và khoảng thời gian đó..

Cường độ dòng điện không đổi

Cường độ dòng điện không đổi là cường độ dòng điện có giá trị không thay đổi theo thời gian.

Cường độ dòng điện hiệu dụng

Cường độ dòng điện hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là đại lượng có giá trị bằng cường độ của một dòng điện không đổi, sao cho khi đi qua cùng một điện trở R thì công suất tiêu thụ trong R bởi hai dòng điện đó là như nhau.

II. Đơn vị đo cường độ dòng điện là gì?

• CĐDĐ có đơn vị đo là ampe, kí hiệu là A.
• 1 ampe tương ứng với dòng chuyển động của 6,24150948
• Dụng cụ đo cường độ là gì - Là ampe kế

III. Ký hiệu cường độ dòng điện là gì?

I là ký hiệu được dùng nhiều trong vật lý

Ký hiệu cường độ dòng điện là I, I này là trong hệ SI đây là tên gọi của một nhà vật lý học và toán học người pháp André Marie Ampère. Kí hiệu này được sử dụng trong Vật lý và trong công thức tính cường độ dòng điện.

IV. Công thức tính cường độ dòng điện

1. Công thức tính cường độ dòng điện của dòng điện không đổi

(A)

• I là cường độ dòng điện không đổi (A)
• q là điện lượng dịch chuyển qua tiết diện phẳng vật dẫn ( C)
• t thời gian điện lượng chuyển qua tiết diện phẳng vật dẫn (s)

2. Công thức tính cường độ dòng điện hiệu dụng:

Trong đó:

• I là cường độ dòng điện hiệu dụng
• I0 là cường độ dòng điện cực đại

3. Công thức tính cường độ dòng điện theo định luật ôm

Trong đó:

I: Cường độ dòng điện (đơn vị A)

U: Hiệu điện thế (đơn vị V)

R: Điện trở (đơn vị Ω)

4. Cường độ dòng điện trong đoạn mạch theo định luật ôm

Nối tiếp: I = I1 = I2 = … = In

Song song: I = I1 + I2 + … + In

5. Cường độ dòng điện trung bình

Trong đó:

• Itb là kí hiệu của cường độ dòng điện trung bình đơn bị (A)
• Δt là kí hiệu của một khoảng thời gian được xét nhỏ
• ΔQ là điện lượng được xét trong khoảng thời gian Δt

6. Công thức tính cường độ dòng điện cực đại

I0 = I. √2

Trong đó:

• I0 là cường độ dòng điện cực đại

7. Cường độ dòng điện bão hòa

I=n.e

Trong đó:

Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của I vào U là một đường thẳng đi qua gốc tọa độ ( U=0, I=0)

Hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn tăng (hoặc giảm) bao nhiêu lần thì cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn đó cũng tăng (hoặc giảm) bấy nhiêu lần

Cường độ dòng điện chạy qua một dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây đẫn đó.

V. Ví dụ minh họa về cường độ dòng điện

Ví dụ 1: Đổi đơn vị cho các giá trị sau đây:

a) 0,35A = ….mA

b) 25mA = …. A

c) 1,28A = …..mA

d) 32mA = …. A

Lời giải

a. 0,35A = 350 mA

b. 425mA = 0.425A

c. 1,28A = 1280 mA

d. 32mA = 0,032A

Ví dụ 2: Hình 24.1 vẽ mặt số của một ampe kế. Hãy cho biết:

a) Giới hạn đo của ampe kế

b) Độ chia nhỏ nhất

c) Số chỉ của ampe kế khi kim ở vị trí (1)

d) Số chỉ ampe kế khi kim ở vị trí (2)

Lời giải:

a) Giới hạn đo là 1,6A

b) Độ chia nhỏ nhất là 0,1A

c) I1 = 0,4A

d) I2 = 1.4A

Ví dụ 3:

Tiến hành mắc tụ điện có điện dụng 2μF vào mạng điện xoay chiều có điện áp 220V và tần số 50 Hz. Hỏi cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ điện là bao nhiêu?

Lời giải:

Tần số góc: ω = 2πf = 100π rad/s.

Dung kháng: Zc = 1/ωC = 1/ 100π.2.10-6 = 5000/π (Ω)

Bởi vì mạch chỉ có tụ điện nên cường độ dòng điện hiệu dụng được tính theo công thức:

I = U/Zc = 220: 5000/π ≈ 0.14 A

Đáp án: 0.14 A

VI. Bài tập cách tính cường độ dòng điện

Bài 1: Trong khoảng thời gian là 2s có 1 điện lượng là 1,50C dịch chuyển qua 1 tiết diện thẳng của dây tóc 1 bóng đèn. Hãy tính cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn.

Bài 2: Có 1 bộ pin của 1 thiết bị điện có thể cung cấp 1 dòng điện là 2A liên tục trong vòng 1 giờ thì ta phải nạp lại.

a) Nếu bộ pin ở trên sử dụng liên tục trong vòng 4 giờ nhưng ở chế độ tiết kiệm năng lượng thì mới phải nạp lại. Hãy tính cường độ dòng điện bộ pin này có thể cung cấp?

b) Hãy tính suất điện động của bộ pin nếu trong khoảng thời gian là 1 giờ nó sinh ra 1 công là 72 KJ.

Bài 3: Cho biết số electron dịch chuyển qua 1 tiết diện thẳng của dây dẫn trong thời gian 2s là 6,25.1018 e. Tính cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn là bao nhiêu?

Bài 4: 1 đoạn mạch gồm có điện trở R1 = 300Ω được mắc song song với điện trở R2 = 600Ω trong mạch có hiệu điện thế giữa 2 đầu đoạn mạch là 24V. Tính cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở ?

Bài 5: Cho 2 điện trở R1 = 6Ω và R2 = 4Ω được mắc nối tiếp với nhau và được mắc vào hiệu điện thế là 20V.

Tính cường độ dòng điện chạy qua các điện trở, hiệu điện thế 2 đầu của mỗi điện trở?

Tính công suất tỏa nhiệt của mỗi điện trở và của đoạn mạch? Hãy tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R2 trong 10 phút?

Cập nhật: 06/11/2021

14:24:5912/07/2019

Vậy đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp thì Cường độ dòng điện và Hiệu điện thế trên đoạn mạch nối tiếp này được tính như thế nào? Chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới này.

I. Cường độ dòng điện và Hiệu điện thế trong đoạn mạch nối tiếp

1. Trong đoạn mạch gồm 2 bóng đèn mắc nối tiếp (nội dung Vật lý lớp 7) thì:

- Cường độ dòng điện (I) có giá trị như nhau tại mọi điểm: I=I1=I2

- Hiệu điện thế giữa (U) hai đầu đoạn mạch bằng tổng các hiệu điện thế trên mỗi bóng đèn: U=U1+U2.

2. Đoạn mạch gồm 2 điện trở mắc nối tiếp.

* Câu C1 trang 11 SGK Vật Lý 9: Quan sát sơ đồ mạch điện hình 4.1 (SGK), cho biết các điện trở R1, R2 và ampe kế được mắc với nhau như thế nào?

* Hướng dẫn giải Câu C1 trang 11 SGK Vật Lý 9:

- R1, R2 và Ampe kế được mắc nối tiếp với nhau.

* Câu C2 trang 11 SGK Vật Lý 9:  Hãy chứng minh rằng, đối với đoạn mạch gồm hai điện trở R1, R2 mắc nối tiếp, hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó.

* Hướng dẫn giải Câu C2 trang 11 SGK Vật Lý 9: 

- Ta có: 

- Mặt khác, trong đoạn mạch nối tiếp, cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm: I = IR1 = IR2 

⇒

II. Điện trở tương đương trong đoạn mạch nối tiếp

1. 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.

2. Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch có 2 điện trở mắc nối tiếp

- Điện trở tương đương của đoạn mạch bằng tổng hai điện trở thành phần: Rtđ = R1 + R2

* Câu C3 trang 11 SGK Vật Lý 9: Hãy chứng minh công thức tính điện trở tương đương Rtđcủa đoạn mạch gồm hai điện trở R1, R2 mắc nối tiếp là Rtđ = R1 + R2.

* Hướng dẫn giải Câu C3 trang 11 SGK Vật Lý 9: 

- Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp bằng tổng hai hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần: U = U1 + U2

- Ta có: U = U1+ U2 = I1.R1 + I2.R2 = I.(R1 + R2) (vì I = I1 = I2, tính chất đoạn mạch mắc nối tiếp)

- Mà U = I.Rtđ ⇒ I.(R1 + R2) = I.Rtđ

- Chia hai vế cho I ta được Rtđ = R1 + R2 (Đpcm).

• Lưu 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 mắc nối tiếp.

III. Vận dụng tính cường độ dòng điện, hiệu điện thế và điện trở trong mạch nối tiếp

* Câu C4 trang 12 SGK Vật Lý 9: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 4.2 (SGK).

- Khi công tắc K đóng, cầu chì bị đứt, hai đèn có hoạt động không? Vì sao?

- Khi công tắc K đóng, dây tóc bóng đèn Đ1 bị đứt, đèn Đ2 có hoạt động không? Vì sao?

* Hướng dẫn giải Câu C4 trang 12 SGK Vật Lý 9: 

° Cả 3 trường hợp các Đèn đều không hoạt động vì:

- Khi công tắc K mở, hai đèn không hoạt động vì mạch hở, không có dòng điện chạy qua đèn.

- Khi công tắc K đóng, cầu chì bị đứt, hai đèn không hoạt động vì mạch hở, không có dòng điện chạy qua chúng.

- Khi công tắc K đóng, dây tóc bóng đèn Đ1 bị đứt thì đèn Đ2 không hoạt động vì mạch hở, không có dòng điện chạy qua nó.

* Câu C5 trang 12 SGK Vật Lý 9: a) Cho hai điện trở R1 = R2 = 20Ω được mắc như sơ đồ hình 4.3a (SGK)Tính điện trở tương đương của đoạn mạch đó.

b) Mắc thêm R3 = 20Ω vào đoạn mạch trên (hình 4.3b SGK) thì điện trở tương đương của đoạn mạch mới bằng bao nhiêu? So sánh điện trở đó với mỗi điện trở thành phần.

* Hướng dẫn giải Câu C5 trang 12 SGK Vật Lý 9: 

a) Vì mạch mắc nối tiếp nên điện trở tương đương của đoạn mạch là:

RAB = R1 + R2 = 20 + 20 = 2.20 = 40Ω

b) Theo hình, điện trở R3 được mắc nối tiếp với R2 nên khi đó mạch điện mới gồm 3 điện trở mắc nối tiếp. Do đó, điện trở tương đương mới của đoạn mạch là:

 RAC = R1 + R2 + R3 = RAB + R3 = 40 + 20 = 60 Ω

 So sánh: RAC > R1, RAC > R2, RAC > R3

Hy vọng với bài viết về Cường độ dòng điện (I), Hiệu điện thế (U) và Điện trở (R) trong Mạch Điện Nối Tiếp ở trên giúp ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để HayHocHoi.Vn ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.

¤ Xem thêm các bài viết khác tại:

» Mục lục bài viết SGK Hóa 9 Lý thuyết và Bài tập

» Mục lục bài viết SGK Vật lý 9 Lý thuyết và Bài tập