Chuyên đề 1: Định luật Ôm - Mạch điện hỗn hợp

CĐ1: ĐỊNH LUẬT ÔM - MẠCH ĐIỆN HỖN HỢP
A/. Tóm tắt kiến thức 
1/. Muốn duy trì một dòng điện lâu dài trong một vật dẫn cần duy trì một điện trường trong vật dẫn đó. Muốn vậy chỉ cần nối 2 đầu vật dẫn với 2 cực của nguồn điện thành mạch kín.
Càng gần cực dương của nguồn điện thế càng cao. Quy ước điện thế tại cực dương của nguồn điện là lớn nhất, điện thế tại cực âm của nguồn điện bằng 0.
Quy ước chiều dòng điện là chiều chuyển dời có hướng của các hạt mang điện tích dương. Theo quy ước đó ở bên ngoài nguồn điện dòng điện có chiều đi từ cực dương, qua vật dẫn đến cực âm của nguồn điện (chiều đi từ nơi có điện thế cao đến nơi có diện thế thấp). 
 Độ chênh lệch về điện thế giữa 2 điểm gọi là hiệu điện thế giữa 2 điểm đó: VA- VB= UAB. Muốn duy trì một dòng điện lâu dài trong một vật dẫn cần duy trì một HĐT giữa 2 đầu vật dẫn đó (U = 0 ® I = 0)
2/. Mạch điện:
 a. Đoạn mạch điện mắc song song: 
* Đặc điểm: mạch điện bị phân nhánh, các nhánh có chung điểm đầu và điểm cuối. Các nhánh hoạt động độc lập.
* Tính chất: 
	1. HĐT chung: 	U = U1 = U2 = ... = Un
	2. Cường độ dòng điện trong mạch chính bằng trổng cường độ dòng điện trong các mạch rẽ: 	I = I1 + I2 +... + In 
	3. Nghịch đảo của điện trở tương đương bằng tổng các nghịch đảo của các điện trở thành phần:	 
- Từ TC1 và công thức của định luật ôm Þ I1R1 = I2R2 = .... = InRn = IR
- Từ TC3 Þ Đoạn mạch gồm n điện trở có giá trị bằng nhau và bằng r thì điện trở của đoạn mạch mắc song song là R=r/n.
- Từ TC3 ® điện trở tương đương của đoạn mạch mắc song song luôn nhỏ hơn mỗi điện trở thành phần.
b. Đoạn mạch điện mắc nối tiếp: 
* Đặc điểm: các bộ phận (các điện trở) mắc thành dãy liên tục giữa 2 cực của nguồn điện (các bộ phận hoạt động phụ thuộc nhau).
* Tính chất: 
	1. CĐDĐ chung: I = I1 = I2 = ... = In
	2. U = U1 + U2 + .... + Un
	3. R = R1 + R2 + ... + Rn.
- Từ TC1 và công thức của định luật ôm Þ . (trong đoạn mạch nối tiếp, hiệu điện thế giữa 2 đầu các vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của chúng) Þ 
- Từ TC3 ® nếu có n điện trở giống nhau mắc nt thì điện trở của đoạn mạch là R = nr. 
- Cũng từ TC3 ® điện trở tương đương của đoạn mạch mắc nối tiếp luôn lớn hơn mỗi điện trở thành phần.
c. Mạch cầu: 
* Mạch cầu cân bằng (khi UAB 0 ta nhận thấy I5 = 0) có các tính chất sau:
- Về điện trở (R5 là đường chéo của cầu)
- Về dòng: I5 = 0 hoặc I1 = I2 ; I3 = I4 
- Về HĐT: U5 = 0 
Þ Đặc điểm của mạch cầu cân bằng: 
+ Về điện trở hoặc 
+ Về dòng: I1 = I2 ; I3 = I4 hoặc ; 
+ Về HĐT: U1 = U3 ; U2 = U4 
* Mạch cầu không cân bằng (khi UAB 0 ta nhận thấy I5 0): để giải bài toán cần áp dụng các quy tắc biến đổi mạch điện tương đương (ở phần dưới) 
3/. Một số quy tắc chuyển mạch:
 a/. Chập các điểm cùng điện thế: "Ta có thể chập 2 hay nhiều điểm có cùng điện thế thành một điểm khi biến đổi mạch điện tương đương"
 (Do VA - Vb = UAB = I.RAB ® Khi RAB = 0; I 0 hoặc RAB 0, I = 0 ® Va = Vb Tức A và B cùng điện thế)
Các trường hợp cụ thể: Các điểm ở 2 đầu dây nối, khóa K đóng, Ampe kế có điện trở không đáng kể...Được coi là có cùng điện thế. Hai điểm nút ở 2 đầu R5 trong mạch cầu cân bằng...
b/. Bỏ điện trở: ta có thể bỏ các điện trở khác 0 ra khỏi sơ đồ khi biến đổi mạch điện tương đương khi cường độ dòng điện qua các điện trở này bằng 0.
Các trường hợp cụ thể: các vật dẫn nằm trong mạch hở; một điện trở khác 0 mắc song song với một vật dãn có điện trở bằng 0 (điện trở đã bị nối tắt); vôn kế có điện trở rất lớn (lý tưởng).
4/. Vai trò của ampe kế trong sơ đồ: 
* Nếu ampe kế lý tưởng (Ra = 0): ngoài chức năng là dụng cụ đo nó còn có vai trò như dây nối do đó:
Có thể chập các điểm ở 2 đầu ampe kế thành một điểm khi biến đổi mạch điện tương đương (khi đó ampe kế chỉ là một điểm trên sơ đồ)
Nếu ampe kế mắc nối tiếp với vật nào thì nó đo CĐDĐ qua vật đó.
Khi ampe kế mắc song song với vật nào thì điện trở đó bị nối tắt (đã nói ở trên).
Khi ampe kế nằm riêng một mạch thì dòng điện qua nó được tính thông qua các dòng ở 2 nút mà ta mắc ampe kế (dưạ theo định lý nút).
* Nếu ampe kế có điện trở đáng kể: thì trong sơ đồ ngoài chức năng là dụng cụ đo ra ampe kế còn có chức năng như một điện trở bình thường. Do đó số chỉ của nó còn được tính bằng công thức: Ia= 
5/. Vai trò của vôn kế trong sơ đồ:
* Trường hợp vôn kế có điện trỏ rất lớn (lý tưởng):
- Vôn kế mắc song song với đoạn mạch nào thì số chỉ của vôn kế cho biết HĐT giữa 2 đầu đoạn mạch đó:
 UV = UAB = IAB. RAB
- Trong trường hợp mạch phức tạp, HĐT giữa 2 điểm mắc vôn kế phải được tính bằng công thức cộng thế: UAB = VA - VB = VA - VC + VC - VB = UAC + UCB....
- Có thể bỏ vôn kế khi vẽ sơ đồ mạch điện tương đương. 
- Những điện trở bất kỳ mắc nối tiếp với vôn kế được coi như là dây nối của vôn kế (trong sơ đồ tương đương ta có thể thay điện trở ấy bằng một điểm trên dây nối), theo công thức của định luật ôm thì cường độ qua các điện trở này coi như bằng 0, (IR=IV=U/=0).
* Trường hợp vôn kế có điện trở hữu hạn: thì trong sơ đồ ngoài chức năng là dụng cụ đo vôn kế còn có chức năng như mọi điện trở khác. Do đó số chỉ của vôn kế còn được tính bằng công thức UV=Iv.Rv...
6/. Định lý nút: Tổng các dòng điện đi vào một nút bằng tổng các dòng điện đi ra khỏi nút đó.