Lý thuyết và bài tập đoạn mạch song song

Bài viết hôm nay nhằm ôn lại cho các em kiến thức về đoạn mạch song song. Bài viết bao gồm lý thuyết và lời giải chi tiết cho các bài tập trong sách giáo khoa.

Lý thuyết về đoạn mạch song song

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

– Đoạn mạch gồm n điện trở mắc song song được biểu diễn như hình vẽ:

Trong đó: R₁, R₂,…,R_n là các điện trở

U_AB là hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch

I₁, I₂,…,I_n lần lượt là cường độ dòng điện qua mỗi điện trở

I_AB là cường độ dòng điện qua mạch chính

+ Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện chạy trong các đoạn mạch rẽ:

I_AB = I₁ + I₂ +…+ I_n

+ Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch gồm các điện trở mắc song song bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đoạn mạch rẽ:

U_AB = U₁ = U₂ = … = U_n

– Trong đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song, cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở tỉ lệ nghịch với điện trở đó.

2. Điện trở tương đương của đoạn mạch song song

Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song thì nghịch đảo của điện trở tương đương bằng tổng các nghịch đảo của từng điện trở thành phần:

Mở rộng với đoạn mạch gồm n điện trở mắc song song:

Bài tập sách giáo khoa

Bài C1 (trang 14 SGK Vật Lý 9):

Quan sát sơ đồ mạch điện như hình 5.1 (SGK) và cho biết các điện trở R₁, R₂ được mắc với nhau như thế nào. Nêu vai trò của vôn kế và ampe kế trong sơ đồ đó.

Lời giải:

Sơ đồ mạch điện hình 5.1 SGK cho biết R₁ được mắc song song với R₂. Ampe kế đo cường độ dòng điện chạy trong mạch chính. Vôn kế đo hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở, đồng thời là hiệu điện thế của cả mạch.

Bài C2 (trang 14 SGK Vật Lý 9):

Hãy chứng minh rằng đối với một đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song, cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở tỉ lệ nghịch với điện trở đó: I1/I2 = R2/R1

Lời giải:

Ta có hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch song song bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đoạn mạch rẽ: U = U₁ = U₂

Bài C3 (trang 15 SGK Vật Lý 9):

Lời giải:

Bài C4 (trang 15 SGK Vật Lý 9):

Trong phòng học đang sử dụng một đèn dây tóc và một quạt trần có cùng hiệu điện thế định mức 220V. Hiệu điện thế của nguồn là 220V. Mỗi đồ dùng đều có công tắc và cầu chì bảo vệ riêng.

– Đèn và quạt được mắc thế nào vào nguồn để chúng hoạt động bình thường?

– Vẽ sơ đồ mạch điện đó. Cho kí hiêu sơ đồ của quạt điện là: 

– Nếu đèn không hoạt động thì quạt có hoạt động không? Vì sao?

Lời giải:

– Đèn và quạt được mắc song song vào nguồn 220V để chúng hoạt động bình thường.

– Sơ đồ mạch điện như hình dưới

– Nếu đèn không hoạt động thì quạt vẫn hoạt động vì quạt vẫn được mắc vào hiệu điện thế đã cho.