Dòng điện. Mạch điện
I. CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN.
1. Thí nghiệm.
a. Thí nghiệm 1
- Chuẩn bị:
+ Ampe kế.
+ Biến trở.
+ Điện trở bảo vệ R0.
+ Bóng đèn.
+ Nguồn điện.
+ Dây nối.
+ Khóa K.
+ Nam châm điện.
+ Một số ghim giấy bằng sắt.
- Tiến hành
+ Bố trí thí nghiệm như hình 22.1a.
+ Đóng khóa K, dịch chuyển con chạy của biến trở Rbt để số chỉ ampe kế tăng dần.
b. Thí nghiệm 2
- Thay đèn Đ bằng một nam châm điện N (hình 22.1b).
- Đóng khóa K, quan sát số lượng ghim giấy bằng sắt mà nam châm hút được.
- Đóng khóa K, điều chỉnh biến trở để số chỉ ampe kế chỉ giá trị lớn hơn giá trị ban đầu, quan sát số lượng ghim giấy bằng sắt mà nam châm hút được. So sánh với số lượng ghim giấy bằng sắt mà nam châm điện hút được trong hai trường hợp.
2. Công thức tính cường độ dòng điện.
- Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn là độ lớn của điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong một đơn vị thời gian. Cường độ dòng điện càng lớn thì dòng điện chạy qua càng mạnh.
- Cường độ dòng điện được xác định bằng công thức:
\(I=\frac{\Delta q}{\Delta t}\)
Trong đó:
I là cường độ dòng điện, đơn vị là Ampe (A)
Δq là điện lượng, đơn vị là Coulomb (C)
Δt là thời gian, đơn vị là giây (s)
- Từ công thức cường độ dòng điện, ta thu được Δq=IΔt. Hay nói cách khác:
\(1C=1A.1s\)
1 Coulomb là tổng điện lượng của các hạt mang điện chạy qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong 1s bởi dòng điện có cường độ 1A.
II. LIÊN HỆ GIỮA CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VỚI MẬT ĐỘ VÀ TỐC ĐỘ CỦA CÁC HẠT MANG ĐIỆN.
1. Dòng điện chạy trong dây dẫn kim loại.
- Ở điều kiện thường, các electron tự do trong kim loại chuyển động theo mọi hướng. Khi dây dẫn được nối với nguồn điện thì trong dây dẫn xuất hiện điện trường. Dưới tác dụng của lực điện trường, các electron chuyển động có hướng ngược với hướng của điện trường, tạo ra dòng điện.
- Người ta qui ước: chiều dòng điện là chiều từ cực dương sang cực âm của nguồn điện, ngược với chiều chuyển động của các electron.
2. Biểu thức liên hệ giữa cường độ dòng điện với mật độ và tốc độ của các hạt mang điện.
- Nếu gọi:
+ S: diện tích tiết diện thẳng của dây dẫn.
+ n: mật độ hạt mang điện (số electron tự do trong một đơn vị thể tích của dây dẫn).
+ v: tốc độ dịch chuyển có hướng của electron.
+ e: độ lớn điện tích của electron.
- Thì số electron chạy qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong khoảng thời gian Δt là:
\(N = nSv\Delta t\)
- Điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn là:
\(\Delta q =Ne= Snve\Delta t\)
- Cường độ dòng điện chạy qua một dây dẫn kim loại được tính bằng công thức:
\(I=\frac{\Delta q}{\Delta t} = Snve\)
3. Bài tập vận dụng.
I. ĐIỆN TRỞ.
1. Thí nghiệm.
- Chuẩn bị:
+ Ampe kế.
+ Vôn kế.
+ Nguồn điện có thể điều chình thay đổi hiệu điện thế.
+ Hai vật dẫn X và Y khác nhau.
+ Dây nối.
+ Khóa K.
- Tiến hành
+ Bố trí thí nghiệm như hình 23.1.
+ Đóng khóa K, điều chỉnh hiệu điện thế của nguồn ta thu được các giá trị của cường độ dòng điện I1 chạy qua vật dẫn X. Ghi kết quả vào bảng 23.1.
+ Thay vật dẫn Y vào vị trí của vật dẫn X và lập lại thí nghiệm, ta thu được các giá trị của cường độ dòng điện I2 chạy qua vật dẫn Y. Ghi kết quả vào bảng 23.1.
Bảng 23.1.
| Vật dẫn X | Vật dẫn Y | |
|---|---|---|
| U (V) | I1 (mA) | I2 (mA) |
| ? | ? | ? |
| ? | ? | ? |
| ? | ? | ? |
| ? | ? | ? |
| ? | ? | ? |
| ? | ? | ? |
| ? | ? | ? |
| ? | ? | ? |
| ? | ? | ? |
2. Định nghĩa điện trở.
- Ứng với mỗi vật dẫn thì tỉ số U/I là một hằng số.
- Kí hiệu hằng số trên là R và I = U/R. Biểu thức này cho thấy vật dẫn càng cản trở sự dịch chuyển của các điện tích thì R càng lớn và cường độ dòng điện I càng nhỏ. R là đại lượng đặc trưng cho mức độ cản trở dòng điện của vật dẫn và được gọi là điện trở.
- Điện trở của dây dẫn kí hiệu là R và đo bằng Ohm, kí hiệu là Ω.
\(1\Omega = \frac{1V}{1A}\)
- Một số bội số của ohm: 1 ΚΩ = 1.000 Ω và 1 ΜΩ = 1.000 ΚΩ = 1.000.000 Ω.
3. Đường đặc trưng Vôn-Ampe.
- Đường đặc trưng vôn - ampe là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa hiệu điện thế đặt vào và dòng điện chạy qua linh kiện.
- Bảng 23.2 là kết quả thí nghiệm cho hai điện trở R1 và R2. Từ bảng số liệu, ta vẽ được đường đặc trưng vốn - ampe của R1 và R2 như Hình 23.2.
| Vật dẫn X | Vật dẫn Y | |
|---|---|---|
| U (V) | I1 (mA) | I2 (mA) |
| 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0,43 | 0,21 |
| 2 | 0,86 | 0,43 |
| 3 | 1,3 | 0,65 |
| 4 | 1,73 | 0,87 |
| 5 | 2,17 | 1,09 |
| 6 | 2,6 | 1,31 |
| 7 | 3,03 | 1,53 |
| 8 | 3,45 | 1,75 |
- Ta thấy đường đặc trưng vốn - ampe của một điện trở là hàm bậc nhất xuất phát từ gốc toạ độ và có công thức I = kU, với:
\(k = \frac{1}{R}\)
gọi là độ dẫn điện.
- Trong trường hợp đơn giản nhất là đặc trưng vôn - ampe của một điện trở R, đường đặc trưng là đường thẳng đi qua gốc toạ độ, có độ dốc càng lớn khi R càng nhỏ (Hình 23.3).
II. ĐỊNH LUẬT OHM.
Định luật Ohm: cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn kim loại tỉ lệ thuận với hiệu điện thế ở hai đầu vật dẫn và tỉ lệ nghịch với điện trở của vật dẫn.
\(I = \frac{U}{R}\)
trong đó:
+ I là cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn, đơn vị là Ampe (A).
+ U là hiệu điện thế hai đầu vật dẫn, đơn vị là Volt (V).
+ R là điện trở của vật dẫn, đơn vị là Ohm (Ω).
III. NGUYÊN NHÂN GÂY RA ĐIỆN TRỞ VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ LÊN ĐIỆN TRỞ.
1. Nguyên nhân gây ra điện trở trong vật dẫn kim loại.
- Trong kim loại, electron hoá trị bị mất và thành các ion dương. Các ion dương liên kết với nhau để tạo thành mạng tinh thể kim loại.
- Nhiệt độ cao gây dao động nhiệt mạnh, phá vỡ trật tự của mạng tinh thể.
- Sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động của electron tự do, gây ra điện trở của kim loại (Hình 23.4).
2. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên điện trở.
a) Điện trở của đèn sợi đốt
- Dòng điện chạy qua điện trở làm nóng nó. Hiệu ứng đốt nóng xảy ra khi electron va chạm với các nguyên tử, làm dao động nhanh hơn và tạo ra nhiệt độ cao hơn.
- Dòng điện chạy qua dây tóc của bóng đèn sinh nhiệt, làm dây tóc nóng lên và thay đổi điện trở. Khi U/I tăng, đường đặc trưng bắt đầu cong, cho thấy điện trở tăng lên.
- Điện trở của dây tóc bóng đèn phụ thuộc vào nhiệt độ và được xác định bởi đường đặc trưng vôn-ampe (Hình 23.5).
b) Điện trở nhiệt
- Điện trở nhiệt (thermistor) là linh kiện có điện trở thay đổi một cách rõ rệt theo nhiệt độ. Điện trở nhiệt được ứng dụng rộng rãi trong kĩ thuật điện tử, làm cảm biến nhiệt (Hình 23.6).
- Để khảo sát sự phụ thuộc của nhiệt điện trở NTC (Negative Temperature Confficent) vào nhiệt độ người ta làm thí nghiệm như sau:
+ Bố trí thí nghiệm như Hình 23.7.
+ Đặt nhiệt điện trở vào giữa bình, đặt nhiệt kế vào trong bình, cạnh nhiệt điện trở.
+ Đổ nước mát vào bình cách nhiệt. Sau khoảng 2 phút, đo nhiệt độ của nước và điện trở của nhiệt điện trở.
+ Tăng nhiệt độ của nước trong bình bằng cách thêm từ từ nước sôi vào nước trong bình. Chờ nhiệt độ của nước trong bình ổn định. Đo nhiệt độ của nước và điện trở của nhiệt điện trở.
+ Lặp lại thao tác để đo nhiệt độ và điện trở của nhiệt điện trở ở các nhiệt độ khác.
+ Kết quả thí nghiệm thu được như trong Bảng 23.3.
| Nhiệt độ (0C) | Điện trở (Ω) |
|---|---|
| 5 | 121951,2 |
| 9 | 99206,3 |
| 15 | 73529,4 |
| 19 | 60532,7 |
| 26 | 43478,3 |
| 32 | 33333,3 |
| 37 | 26595,7 |
| 41 | 22522,5 |
| 49 | 16077,2 |
| 53 | 13661,2 |
| 58 | 11160,7 |
| 62 | 9542,0 |
| 68 | 7564,3 |
| 74 | 6016,8 |
| 80 | 4807,7 |
- Ngoài nhiệt điện trở NTC, trong thực tế còn có loại nhiệt điện trở PTC (Positive Temperature Coefficient). Điện trở của nhiệt điện trở PTC tăng khi nhiệt độ tăng. Điện trở nhiệt là linh kiện có điện trở thay đổi theo nhiệt độ, được sử dụng làm cảm biến nhiệt trong kĩ thuật điện tử (Hình 23.6).
I. NGUỒN ĐIỆN. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CỦA NGUỒN ĐIỆN.
1. Điều kiện để duy trì dòng điện.
- Hai quả cầu kim loại A và B giống nhau, quả cầu A mang điện tích +q và quả cầu B mang điện tích -q.
- Hiệu điện thế UAB = VA - VB khiến các electron tự do dịch chuyển từ quả cầu B sang quả cầu A tạo thành dòng điện trong mạch.
- Dòng điện này chỉ tồn tại trong thời gian rất ngắn, khi VA = VB thì không còn tồn tại dòng điện trong mạch.
2. Nguồn điện.
- Nguồn điện là thiết bị tạo và duy trì hiệu điện thế, nhằm duy trì dòng điện trong mạch. Mỗi nguồn điện có hai cực là cực dương (+) và cực âm (-).
- Hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện được duy trì ngay cả khi có dòng điện chạy qua các vật dẫn nối liền giữa hai cực của nó.
- Để tạo ra các điện cực, trong nguồn điện phải có lực tách electron ra khỏi nguyên tử và chuyển chúng ra khỏi mỗi cực. Cực thừa electron là cực âm, cực còn lại thiếu electron là cực dương.
- Việc tách electron ra khỏi nguyên tử không phải do lực điện thực hiện mà do các lực lạ.
- Kí hiệu nguồn điện:
3. Suất điện động của nguồn điện.
- Khi nối hai cực của nguồn điện bằng một vật dẫn tạo thành mạch kín thì trong mạch có dòng điện.
- Nếu vật dẫn là kim loại, trong mạch có sự dịch chuyển của các electron tự do từ cực âm qua vật dẫn đến cực dương.
- Bên trong nguồn điện, dưới tác dụng của lực lạ, các hạt tải điện dương lại dịch chuyển ngược chiều điện trường, từ cực âm đến cực dương.
- Suất điện động ξ của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện, đo bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi làm dịch chuyển một điện tích dương q bên trong nguồn điện từ cực âm đến cực dương và độ lớn của điện tích q đó.
\(\xi = \frac{A}{q}\)
- Đơn vị của suất điện động là vôn, kí hiệu là V.
- Số vôn ghi trên mỗi nguồn điện cho biết trị số của suất điện động của nguồn điện đó và cũng là giá trị của hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện khi mạch điện hở.
II. ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỆN TRỞ TRONG CỦA NGUỒN ĐIỆN LÊN HIỆU ĐIỆN THẾ GIỮA HAI CỰC CỦA NGUỒN.
1. Điện trở trong của nguồn.
- Mỗi nguồn điện được đặc trưng bằng suất điện động ℰ và điện trở trong r của nguồn.
- Hiệu điện thế giữa hai đầu của nguồn trong mạch kín luôn nhỏ hơn suất điện động của nguồn do nguồn điện đều có điện trở trong.
2. Ảnh hưởng của điện trở trong của nguồn điện lên hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn.
- Để dễ hình dung, ta tưởng tượng tách điện trở trong r của nguồn ra bên ngoài. Khi đó nguồn điện được xem là lí tưởng, không có điện trở trong.
- Khi mắc nguồn điện với mạch ngoài bởi điện trở R, điện trở của mạch gồm điện trở mạch ngoài R nối tiếp với điện trở trong r.
- Trong khoảng thời gian t, nguồn điện đã thực hiện công A:
\(A = \xi q = \xi It \)
và nhiệt lượng toả ra ở điện trở ngoài R và điện trở trong r được tính bằng công thức:
\(Q = RI^2t + rI^2t \)
- Theo định luật bảo toàn năng lượng, năng lượng tiêu thụ trên toàn mạch phải bằng năng lượng do nguồn điện cung cấp: A = Q. Do đó:
\(\xi It = RI^2t + rI^2t \)
\(\Rightarrow \xi = (R + r)I \)
- Tích số của cường độ dòng điện với điện trở của đoạn mạch là độ giảm thể trên đoạn mạch. Do đó, suất điện động của nguồn điện bằng tổng các độ giảm thể ở mạch ngoài và mạch trong.
- Hiệu điện thế mạch ngoài là hiệu điện thế giữa hai cực dương và âm của nguồn điện.
\(U=RI\)
\(U= \xi - rI \)
3. Bài tập luyện tập.
Bài 1: Cho mạch điện như hình 24.5. Suất điện động ξ = 10V, bỏ qua điện trở trong của nguồn. Các điện trở R1 = 20 Ω, R2 = 40 Ω, R3 = 50 Ω.
a. Tính cường độ dòng điện qua R1.
b. Tính cường độ dòng điện I chạy qua mạch chính.
Bài 2: Cho mạch điện như hình 24.6. Suất điện động ξ = 12V, điện trở trong của nguồn r = 0,6 Ω. Các điện trở R1 = 3 Ω, R2 = 4 Ω, R3 = 6 Ω.
a. Tính điện trở của đoạn mạch AB.
b. Tính cường độ dòng điện chạy qua các điện trở R1, R2, R3 và hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở.
I. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN.
- Năng lượng điện tiêu thụ của đoạn mạch tiêu thụ bằng công của lực điện thực hiện khi di chuyển các điện tích, được tính bằng công thức:
\(W= UIt \)
- Đơn vị của năng lượng điện tiêu thụ là Jun (J).
- Ngoài ra còn dùng đơn vị kWh để đo năng lượng điện tiêu thụ.
\(1kWh= 3.600.000 J = 3,6 MJ \)
II. CÔNG SUẤT ĐIỆN.
- Công suất điện của một đoạn mạch là năng lượng điện mà mạch tiêu thụ trong một đơn vị thời gian, được tính bằng công thức:
\(\wp = RI^2 = \frac{U^2}{R} = UI\)
- Đơn vị công suất điện là Oat (W).
- Công suất định mức của một dụng cụ hoặc thiết bị dùng điện được ghi trên đó. ví dụ như 220 V - 100 W, chỉ khi dụng cụ hoặc thiết bị được dùng ở đúng hiệu điện thế U = 220 V thì công suất sẽ là 100W.
III. BÀI TẬP.
1. Bài tập ví dụ: Trên nhãn của một ấm điện có ghi 220V - 100W. Sử dụng ấm điện này ở hiệu điện thế 200V để đun sôi 2 lít nước từ nhiệt độ 200C. Tính thời gian đun nước. Biết hiệu suất của ấm là 90%, nhiệt dung riêng của nước là 4190 J/(kg.K), coi điện trở của ấm điện không thay đổi so với khi hoạt động ở chế độ bình thường.
2. Bài tập.
Bài 1. Trên nhãn của bóng đèn 1 có ghi 220V - 20W và bóng đèn 2 có ghi 220V - 10W. Coi điện trở của mỗi bóng đèn không thay đổi.
a. Tính năng lượng điện tiêu thụ của mỗi bóng đèn khi sử dụng ở hiệu điện thế 200V trong thời gian 2 giờ.
b. Tính tổng công suất điện tiêu thụ của cả 2 bóng đèn trong những trường hợp sau:
- Mắc song song 2 bóng đèn vào hiệu điện thế 220V.
- Mắc nối tiếp 2 bóng đèn vào hiệu điện thế 220V.
c. Dùng cách mắc nào nêu trên để cả 2 bóng đèn đều sáng bình thường? Tại sao?
Bài 2. Thông thường, ở nước ta hiệu điện thế mạng điện trong các gia đình, trường học.....là 220V. Em hãy tìm hiểu về hiệu điện thế định mức, công suất định mức của mỗi thiết bị điện, cách mắc các thiềt bị điện dùng trong lớp học của em và thời gian sử dụng trung bình của từng thiết bị mỗi tháng để làm các việc sau:
a. Vẽ lại sơ đồ mạch điện.
b. Áp dụng giá điện trong hoá đơn GTGT ở đầu của bài học để dự tính tiền điện trung bình phải trả mỗi tháng cho lớp học.
c. Hãy đề suất phương án sử dụng tiết kiệm điện cho gia đình, lớp học.
I. DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM.
- Hai pin điện hoá loại 1,5V (một pin cũ đã sử dụng gần hết điện và một pin mới chưa sử dụng) (1).
- Một biến trở 100Ω (2)
- Hai đồng hồ đo điện đa năng hiện số (3)
- Dây nối (4)
- Công tắc điện k (5)
- Điện trở bảo vệ R0 (6)
- Bảng lắp mạch điện (7)
II. THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN THÍ NGHIỆM.
III. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM.
A. Tiến hành thí nghiệm với nguồn điện là một pin cũ.
1. Bố trí thí nghiệm như hình 26.2
2. Điều chỉnh biến trở tới giá trị 100Ω
3. Đóng khoá K, bật đồng hồ đo hiệu điện thế và cường độ dòng điện
4. Ghi giá trị hiệu điện thế U và cường độ dòng điện I vào mẫu bảng 26.1. Ngắt khoá K
5. Lặp lại 4 lần với các bước 2, 3, 4 với giá trị R giảm dần.
6. Đánh dấu các điểm thực nghiệm lên hệ trục toạ độ và vẽ đường thẳng đi gần nhất các điểm thực nghiệm
7. Kéo dài đường đồ thị cắt trục tung tại U0
8. Xác định suất điện động ξ của pin là giá trị U0
9. Chọn 2 điểm M, N trên đồ thị xác định các giá trị U, I tương ứng và xác định điện trở trong theo công thức:
\(r = \frac{U_M-U_N}{I_N-I_M}\)
10. Ước lượng sai số bằng đồ thị
| Số thứ tự | R (Ω | U (V) | I (mA) |
| 1 | ? | ? | ? |
| 2 | ? | ? | ? |
| 3 | ? | ? | ? |
| 4 | ? | ? | ? |
| 5 | ? | ? | ? |
| Bảng 26.1 | |||
| Số thứ tự | R (Ω | U (V) | I (mA) |
| 1 | ? | ? | ? |
| 2 | ? | ? | ? |
| 3 | ? | ? | ? |
| 4 | ? | ? | ? |
| 5 | ? | ? | ? |
| Bảng 26.2 | |||
B. Tiến hành thí nghiệm với nguồn điện là một pin mới.
1. Thay nguồn điện bằng pin mới
2. Lặp lại các bước thí nghiệm như thí nghiệm với pin cũ, ghi số liệu vào bảng 26.2, vẽ đồ thị U = f(I) và xác định suất điện động, điện trở trong của pin.
IV. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM.
Câu 1. Dòng điện:Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện. Chiều qui ước của dòng điện là chiều chuyển dời của các diện tích dương (ngược với chiều chuyển động của các điện tích âm).
- Các tác dụng của dòng điện: Tác dụng từ, tác dụng nhiệt, tác dụng hoác học, tác dụng cơ học, sinh lí, …
Câu 2. Cường độ dòng điện: Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn là độ lớn của điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong một đơn vị thời gian. Cường độ dòng điện càng lớn thì dòng điện chạy qua càng mạnh.
- Cường độ dòng điện được xác định bằng công thức:
\(I=\frac{\Delta q}{\Delta t}\)
Câu 3. Liên hệ giữa cường độ dòng điện với mật độ và tốc độ của các hạt mang điện.
- Số electron chạy qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong khoảng thời gian Δt là:
\(N = nSv\Delta t\)
- Điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn là:
\(\Delta q =Ne= Snve\Delta t\)
- Cường độ dòng điện chạy qua một dây dẫn kim loại được tính bằng công thức:
\(I=\frac{\Delta q}{\Delta t} = Snve\)
Câu 4. Điện trở: Điện trở R là đại lượng đặc trưng cho mức độ cản trở dòng điện của vật dẫn.
a. Nguyên nhân gây ra điện trở trong vật dẫn kim loại là do sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động của electron tự do.
b. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên điện trở.
- Điện trở của dây tóc bóng đèn có giá trị sẽ tăng khi nhiệt độ tăng
- Điện trở PTC (Positive Temperature Confficent) có giá trị sẽ tăng khi nhiệt độ tăng
- Điện trở NTC (Negative Temperature Confficent) có giá trị sẽ giảm khi nhiệt độ tăng
Câu 5. Định luật Ohm: Cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn kim loại tỉ lệ thuận với hiệu điện thế ở hai đầu vật dẫn và tỉ lệ nghịch với điện trở của vật dẫn.
\(I = \frac{U}{R}\)
Câu 6. Nguồn điện:
- Nguồn điện là thiết bị tạo và duy trì hiệu điện thế, nhằm duy trì dòng điện trong mạch. Mỗi nguồn điện có hai cực là cực dương (+) và cực âm (-).
- Hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện được duy trì ngay cả khi có dòng điện chạy qua các vật dẫn nối liền giữa hai cực của nó.
- Để tạo ra các điện cực, trong nguồn điện phải có lực tách electron ra khỏi nguyên tử và chuyển chúng ra khỏi mỗi cực. Cực thừa electron là cực âm, cực còn lại thiếu electron là cực dương.
- Việc tách electron ra khỏi nguyên tử không phải do lực điện thực hiện mà do các lực lạ.
a. Suất điện động của nguồn điện: Suất điện động ξ của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện, đo bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi làm dịch chuyển một điện tích dương q bên trong nguồn điện từ cực âm đến cực dương và độ lớn của điện tích q đó.
\(\xi = \frac{A}{q}\)
- Suất điện động của nguồn điện bằng tổng các độ giảm thể ở mạch ngoài và mạch trong.
\(\xi= (R + r)I\)
b. Điện trở trong của nguồn: Mỗi nguồn điện đều có điện trở trong r.
Câu 7. Hiệu điện thế mạch ngoài: Hiệu điện thế mạch ngoài là hiệu điện thế giữa hai cực dương và âm của nguồn điện.
\(U= \xi - rI = RI\)
Câu 8. Năng lượng điện: Năng lượng điện tiêu thụ của đoạn mạch tiêu thụ bằng công của lực điện thực hiện khi di chuyển các điện tích, được tính bằng công thức:
\(W= UIt \)
- Đơn vị của năng lượng điện tiêu thụ là Jun (J).
- Ngoài ra còn dùng đơn vị kWh để đo năng lượng điện tiêu thụ.
\(1kWh= 3.600.000 J = 3,6 MJ \)
Câu 9. Công suất điện Công suất điện của một đoạn mạch là năng lượng điện mà mạch tiêu thụ trong một đơn vị thời gian, được tính bằng công thức:
\(\wp = RI^2 = \frac{U^2}{R} = UI\)
- Đơn vị công suất điện là Oat (W).