Có 6 nguồn điện giống nhau mắc song song

Trang chủ

Sách ID

Khóa học miễn phí

Luyện thi ĐGNL và ĐH 2023

Có 36 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động E = 12 V và điện trở trong r = 2 Ω. được ghép thành bộ nguồn hỗn hợp đối xứng gồm n dãy song song, mỗi dãy gồm m nguồn nối tiếp. Mạch ngoài của bộ nguồn này là 6 bóng đèn giống nhau được mắc song song. Khi đó hiệu điện thế mạch ngoài là U = 120 V và công suất mạch ngoài là P = 360 W.. Bài II.9 trang 31 Sách bài tập [SBT] Vật Lí 11 – Bài tập cuối chương II – Dòng điện không đổi

Có 36 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động E = 12 V và điện trở trong r = 2 Ω. được ghép thành bộ nguồn hỗn hợp đối xứng gồm n dãy song song, mỗi dãy gồm m nguồn nối tiếp. Mạch ngoài của bộ nguồn này là 6 bóng đèn giống nhau được mắc song song. Khi đó hiệu điện thế mạch ngoài là U = 120 V và công suất mạch ngoài là P = 360 W.

a] Tính điện trở của mỗi bóng đèn.

b] Tính số dãy n và số nguồn m trong mỗi dãy của bộ nguồn này.

c] Tính công suất và hiệu suất của bộ nguồn trong trường hợp này.

a] Công suất của mỗi đèn là : PĐ = P/6 = 60W.

Vậy điện trở của mỗi đèn là:

\[{R_D} = {{{U^2}} \over {{P_D}}} = 240\Omega \]

b] Mạch điện mà đầu bài đề cập tới có sơ đồ như trên Hình II.2G.

Quảng cáo

Theo đầu bài ta có suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn này là :

Eb = 12m;       rb = 2m/n với mn = 36.

Cường độ của dòng điện ở mạch chính là : I = 3 A.

Điện trở của mạch ngoài là : R = 40 Ω.

Từ định luật Ôm và các số liệu trên đây ta có phương trình :

5n2– 18n + 9 = 0

Phương trình này chỉ có một nghiệm hợp lí là n = 3 và tương ứng m = 12. Vậy bộ nguồn gồm 3 dãy song song, mỗi dãy gồm 12 nguồn mắc nối tiếp,

c] Công suất của bộ nguồn này là Png = 432 W. Hiệu suất của bộ nguồn này là : H ≈ 83,3%.

Đề bài:

A. 6 nguồn mắc nối tiếp hoặc hai nhánh song song, mổi nhánh có 3 nguồn nối tiếp.

B. 6 nguồn mắc song song hoặc hai nhánh song song, mổi nhánh có 3 nguồn nối tiếp.

C. 6 nguồn mắc nối tiếp hoặc ba nhánh song song, mổi nhánh có 2 nguồn nối tiếp.

D. 6 nguồn mắc song song tiếp hoặc ba nhánh song song, mổi nhánh có 2 nguồn nối tiếp.

• Tải app VietJack. Xem lời giải nhanh hơn!

Mắc nguồn điện thành bộ:

•Mắc nối tiếp:

Eb = E1 + E2 + ... + En

rb = r1 + r2 + ... + rn

Nếu có n bộ giống nhau [E, r]

Quảng cáo

•Mắc xung đối:

•Mắc song song:

Nếu có n bộ giống nhau:

•Mắc hỗn hợp xung đối:

Với m là số nhánh, n là số nguồn trong mỗi nhánh.

Ví dụ 1: Có n acquy [E,r] giống nhau nối với điện trở mạch ngoài R. Tìm điều kiện để cường độ dòng điện qua R khi n acquy nối tiếp hoặc song song đều như nhau.

Quảng cáo

Hướng dẫn:

- Khi n acquy nối tiếp, ta có: Eb = nE và rb = nr

- Khi n acquy song song, ta có: Eb = E và rb = r/n

- Để dòng điện qua R khi n acquy nối tiếp hoặc song song đều như nhau thì:

⇔ nR + r = R + nR ⇒ R = r.

Ví dụ 2: Điện trở R = 2Ω mắc vào một bộ nguồn gồm hai pin giống nhau. Khi hai pin nối tiếp, cường độ qua R là I1 = 0,75A. Khi hai pin song song cường độ qua R là I2 = 0,6A. Tìm e, r0 của mỗi pin.

Hướng dẫn:

- Khi 2 pin mắc nối tiếp: Eb = 2e; rb = 2r0.

Ta có:

⇔ 0,75 + 0,75r0 = e [1]

- Khi 2 pin mắc song song:

Ta có:

⇔ 2,4 + 0,6r0 = 2e [2]

- Từ [1] và [2], ta có:

Ví dụ 3: Có 18 pin giống nhau, mỗi pin có e = 1,5V, r0 = 0,2Ω được mắc thành 2 dãy song song, mỗi dãy 9 pin nối tiếp. Điện trở R = 2,1Ω mắc vào hai đầu bộ pin trên.

a] Tính suất điện động và điện trở trong tương đương của bộ nguồn.

b] Tính cường độ qua R.

Hướng dẫn:

a] Suất điện động và điện trở trong tương đương của bộ nguồn

Suất điện động của bộ nguồn: Eb = 9e = 9.1,5 = 13,5V.

Điện trở trong của bộ nguồn:

b]

Quảng cáo

Ví dụ 4: Cho mạch điện như hình vẽ, mỗi pin có e = 1,5V, r0 = 1Ω, R = 6Ω. Tìm cường độ dòng điện qua mạch chính.

Hướng dẫn:

Suất điện động của bộ nguồn: Eb = EAM + EMB

EAM = ne = 2.1,5 = 3V; EMB = n'e = 3.1,5 = 4,5V

⇒ Eb = 3 + 4,5 = 7,5V

Ví dụ 5: Có N = 80 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có e = 1,5V, r0 = 1Ω mắc thành x dãy song song, mỗi dãy y nguồn nối tiếp. Mạch ngoài là điện trở R. Tìm x, y để cường độ qua R lớn nhất.

Xét khi R bằng:

a] 5Ω.

b] 6Ω.

Hướng dẫn:

Ta có: Eb = yE = 1,5y;

xy = N = 80 [2]

Cường độ dòng điện qua điện trở R:

Thay [2] vào [3] ta được:

Để y = ymax thì M = [Rx + y] đạt cực tiểu.

Vì x, y đều dương nên theo bất đẳng thức Cô–si:

Dấu ‘=’ xảy ra khi Rx = y [4]

Kết hợp [4] với [2], ta có:

a] Với R = 5Ω ⇒

Vậy: Với R = 5Ω thì bộ nguồn gồm 4 dãy và mỗi dãy có 20 acquy.

b] Với R = 6Ω ⇒

Vì x, y nguyên và xy = 80 nên suy ra x = 4; y = 20.

Vậy: Với R = 6Ω thì bộ nguồn gồm 4 dãy và mỗi dãy có 20 acquy.

Bài 1. Cho mạch điện như hình vẽ, bộ nguồn gồm 2 dãy, mỗi dãy 4 pin nối tiếp, mỗi pin có: e = 1,5V, r0 = 0,25Ω, mạch ngoài, R1 = 12Ω, R2 = 1Ω, R3 = 8Ω, R4 = 4Ω. Biết cường độ dòng điện qua R1 là 0,24A. Tính:

a] Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn tương đương.

b] UAB và cường độ dòng điện qua mạch chính.

c] Giá trị điện trở R5.

Hiển thị lời giải

a] Eb = ne = 4.1,5 = 6V;

b] Hiệu điện thế giữa hai điểm A, B là:

UAB = U1 + U3 = I1R1 + I3R3 = I1[R1 + R3][vì I1 = I3]

⇒ UAB = 0,24.[12 + 8] = 4,8V.

I = I1 + I2 = 0,24 + 0,96 = 1,2A.

c]

⇒ RNI + rbI = Eb ⇒ UN = Eb – rbI = 6 – 0,5.1,2 = 5,4V.

Mặt khác: UN = UAB + U5 ⇒ U5 = UN – UAB = 5,4 – 4,8 = 0,6V.

Bài 2. Cho mạch điện như hình vẽ, mỗi nguồn có: e = 1,5V, r0 = 1Ω, R1 = 6Ω, R2 = 12Ω, R3 = 4Ω.

Tìm cường độ dòng điện qua mạch chính.

Hiển thị lời giải

Eb = EAM + EMN + EBC ⇒ Eb = e + e + e = 3e = 3.1,5 = 4,5V

rb = rAM + rMN + rBC

Bài 3. Cho mạch điện như hình vẽ, mỗi nguồn e = 12V, r0 = 2Ω, R2 = 3Ω, R3 = 6Ω, R1 = 2R4, RV rất lớn.

a] Vôn kế chỉ 2V. Tính R1, R4.

b] Thay vôn kế bằng ampe kế có RA = 0. Tìm số chỉ của ampe kế.

Hiển thị lời giải

a] Ta có: Eb = e = 12V; rb = R0/2 = 1Ω

với UAB = 2V;

⇒ I = 1A

Mặt khác:

⇒ IRN + Irb = Eb

Và RN = R1 + R23 + R4 = 3R4 + R23 = 3R4 + 2

và R1 = 2R4 = 2.3 = 6Ω.

b] Vì RA = 0 nên ta có thể bỏ R2 và R3. Cường độ dòng điện qua mạch:

Bài 4. Có 7 nguồn điện giống nhau, mỗi nguồn có e = 6V, r0 = 2/3Ω mắc như hình vẽ. R1 = 3Ω, R2 = 6Ω, R3 = 2Ω, RA = 0. Tìm số chỉ của ampe kế.

Hiển thị lời giải

Vì RA = 0 nên nguồn giữa hai điểm mắc ampe kế bị nối tắt.

Ta có: Eb = ne = 3.6 = 18V

RN = R3 + R12

=

Số chỉ ampe kế: IA = I0 – I1

với

⇒ IA = 9 – 1,8 = 7,2A.

Bài 5. Có 16 nguồn giống nhau, mỗi nguồn e = 2V, r0 = 1Ω, mắc thành hai dãy song song, mỗi dãy x và y nguồn nối tiếp. Mạch ngoài là R = 15Ω. Tìm x, y để cường độ qua một dãy bằng 0.

Hiển thị lời giải

Ta có: x + y = 16

Giả sử dòng qua dãy chứa x nguồn bằng 0. Ta có:

    + Cường độ dòng điện qua mạch chính:

    + Hiệu điện thế hai đầu bộ nguồn:

    + Dòng điện không qua dãy chứa x nguồn: UAB = Eb1 = 2x = 2.[16 – y] [2]

Từ [1] và [2]:

⇒ 2y2 + 28y – 480 = 0 ⇒ y = 10 và y = –24 < 0 [loại] và x = 16 – 10 = 6.

Vậy: Để cường độ qua một dãy bằng 0 thì số nguồn của mỗi dãy là 6 và 1

Bài 6. Có n nguồn giống nhau [e, r] mắc song song. Có một nguồn mắc ngược với các nguồn khác. Tìm cường độ và hiệu điện thế của mỗi nguồn.

Hiển thị lời giải

Trong [n – 1] nguồn mắc đúng, ta có:

Xét theo một vòng kín: –e + Ir – Eb + Irb = 0

⇒ I[r + rb] = e + Eb

Dòng điện qua nguồn mắc ngược bằng

Trong [n – 1] nguồn mắc đúng thì dòng điện đều bằng nhau và bằng:

Hiệu điện thế của mỗi nguồn:

UAB = –e + Ir

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 11 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:

Giới thiệu kênh Youtube VietJack

• Hỏi bài tập trên ứng dụng, thầy cô VietJack trả lời miễn phí!

Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.

Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k5: fb.com/groups/hoctap2k5/

Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:

Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.

dinh-luat-om-doi-voi-toan-mach.jsp