1. Mạch song song
Định nghĩa đoạn mạch song song: Một mạch được gọi là mạch song song nếu các thành phần điện được kết nối theo cấu hình song song hoặc đầu của chúng được kết nối với một điểm chung. Nó tạo thành nhiều vòng hoặc đường dẫn cho dòng điện chảy.
Trong đó:
R1, R2,...,Rnlà các điện trở
UABlà hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch
I1, I2,...,Inlần lượt là cường độ dòng điện qua mỗi điện trở
IABlà cường độ dòng điện qua mạch chính
Dòng điện trong mạch song song
Dòng điện trong một mạch song song phân chia qua các nhánh. Ở đó tổng dòng điện bằng tổng dòng điện thông qua các thành phần riêng lẻ và nó phụ thuộc vào giá trị điện trở của chúng.
IT= I1+ I2+ I3+ … In
Điện áp trong mạch song song
Điện áp trong một mạch song song vẫn giữ nguyên trên mỗi đường dẫn hoặc thành phần vì mỗi thành phần được kết nối với nguồn tại cùng một điểm.
VT= V1= V2= V3= … Vn
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 các điện trở thành phần.
- Cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở tỉ lệ nghịch với điện trở đó:
Chú ý:
Vôn kế có điện trở RVrất lớn so với điện trở của đoạn mạch cần đo hiệu điện thế và được mắc song song với mạch đó, nên dòng điện chạy qua vôn kế có cường độ không đáng kể. Do đó, khi tính điện trở tương đương của đoạn mạch này có thể bỏ qua số hạng
3. Điện dung trong mạch song song
Tổng điện dung của các tụ điện được kết nối trong mạch song song tăng và nó là tổng điện dung của các tụ điện riêng lẻ.
Ctd = C1+ C2+ C3+ … Cn
Tổng điện dung hoặc tương đương luôn lớn hơn điện dung riêng.
4. Điện cảm trong mạch song song
Tổng độ tự cảm của cuộn cảm được nối trong mạch song song giảm và nó luôn nhỏ hơn độ tự cảm của bất kỳ cuộn cảm riêng lẻ nào.
Cuộn cảm mạch song song5. Bộ nguồn trong đoạn mạch song song
Khi nguồn điện được kết nối trong một đoạn mạch song song, tổng điện áp của chúng vẫn giữ nguyên trong khi tổng dòng điện được cấp là tổng dòng điện của nguồn cấp riêng lẻ.
Các công thức sau đây có thể được sử dụng để tính công suất trong mạch song song:
Công suất mạch song songHoặc là
P = I12R1+ I22R2+ … In2Rn
6. So sánh đoạn mạch nối tiếp và đoạn mạch song song
Đặc tính |
Đoạn mạch nối tiếp |
Đoạn mạch song song |
Định nghĩa |
Là mạch có 1 đường duy nhất cho dòng điện chảy |
Là mạch có nhiều đường cho dòng điện chảy |
Bố trí |
Các thành phần được sắp xếp trong một dòng duy nhất với đuôi của chúng được kết nối với các đầu của thành phần tiếp theo. |
Các thành phần được sắp xếp với đầu của chúng được nối cùng nhau và đuôi được kết nối với nhau. |
Đường đi của dòng điện |
Mạch nối tiếp tạo thành một vòng đơn nên chỉ có một đường duy nhất. |
Nó tạo thành nhiều vòng lặp để có nhiều con đường cho dòng điện chảy. |
Dòng điện |
Dòng điện vẫn giữ nguyên thông qua từng thành phần. |
Dòng điện được chia thành các giá trị khác nhau trong mỗi đường dẫn và phụ thuộc vào giá trị của điện trở được cung cấp bởi mỗi đường dẫn. |
Điện áp |
Điện áp được chia cho các thành phần và phụ thuộc vào điện trở của từng thành phần |
Điện áp trên mỗi nhánh hoặc thành phần vẫn như nhau |
Điện trở |
Tổng điện trở trong mạch nối tiếp tăng |
Tổng trở trong mạch song song giảm |
Điện dung |
Tổng điện dung trong mạch nối tiếp giảm |
Tổng điện dung trong mạch song song tăng |
Điện cảm |
Tổng độ tự cảm trong mạch nối tiếp tăng |
Tổng độ tự cảm trong mạch song song giảm |
Nguồn cấp |
Đối với các bộ nguồn được kết nối nối tiếp, Tổng điện áp tăng [cộng lại] trong khi tổng dòng điện vẫn giữ nguyên |
Đối với các nguồn cung cấp song song, Tổng điện áp vẫn giữ nguyên trong khi tổng dòng điện tăng [cộng lại] |
Lỗi- Sự cố |
Một lỗi trong bất kỳ thành phần nào phá vỡ toàn bộ mạch và các thành phần khác không hoạt động |
Một lỗi trong bất kỳ thành phần nào sẽ không ảnh hưởng đến thành phần nào khác và chúng sẽ hoạt động tốt |
Xử lý sự cố |
Rất khó để khắc phục sự cố và xác định các thành phần cần có thời gian |
Nó dễ dàng xử lý sự cố và xác định thành phần bị lỗi |
7. Liên hệ thực tế
Những đường dây điện trung thế, cao thế chạy ngoài trời thường không có vỏ bọc cách điện. Chim chóc khi bay thường hay đậu lên những đường dây điện này mà không bị điện giật chết⇒ Khi chim đậu lên đường dây điện, cơ thể chim tạo thành một điện trở mắc song song với đoạn dây điện giữa hai chân chim. Do điện trở Rccủa cơ thể chim lớn hơn rất nhiều so với điện trở Rđcủa đoạn dây dẫn giữa hai chân chim nên cường độ dòng điện qua cơ thể chim rất nhỏ và không gây tác hại đến chim.
Câu 1: Phát biểu nào sau đây là đúng?
- A. Trong đoạn mạch mắc song song, cường độ dòng điện qua các vật dẫn là như nhau.
- B. Trong đoạn mạch mắc song song, cường độ dòng điện qua các vật dẫn không phụ thuộc vào điện trở các vật dẫn.
- C. Trong đoạn mạch mắc song song, cường độ dòng điện trong mạch chính bằng cường độ dòng điện qua các mạch rẽ.
Câu 2: Phát biểu nào sau đây là sai?
- A. Trong đoạn mạch mắc song song, hiệu điện thế của các mạch rẽ luôn bằng nhau.
- C. Trong đoạn mạch mắc song song, tổng cường độ dòng điện của các mạch rẽ bằng cường độ dòng điện trong mạch chính.
- D. Trong đoạn mạch mắc song song, điện trở tương đương của cả mạch luôn nhỏ hơn các điện trở thành phần.
Câu 3: Trong các công thức sau đây, công thức nào không phù hợp với đoạn mạch mắc song song ?
- A. I = I1 + I2 + ... + In.
- B. U = U1 + U2 + ... + Un.
- D. $\frac{1}{R} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} + ... + \frac{1}{R_{n}}$.
Câu 4: Trong phòng học đang sử dụng một đèn dây tóc và một quạt trần có cùng hiệu điện thế 220V. Hiệu điện thế của nguồn là 220V. Biết các dụng cụ đều hoạt động bình thường. Thông tin nào sau đây là đúng?
- B. Cường độ dòng điện qua bóng đèn và quạt trần có giá trị bằng nhau.
- C. Tổng các hiệu điện thế giữa hai đầu các dụng cụ điện bằng hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch.
- D. Các thông tin A, B, C đều đúng.
Câu 5: Cho mạch điện gồm hai điện trở mắc song song vào hiệu điện thế UAB, các vôn kế có thể mắc như hình 19a, b và c.
Hãy cho biết nhận xét nào sau đây là sai?
- A. Số chỉ của vôn kế trong ba trường hợp là như nhau.
- B. Số chỉ của ampe kế trong ba trường hợp là như nhau.
- C. Số chỉ của vôn kế trong ba trường hợp đều cho biết hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện.
Câu 6: Cho mạch điện gồm hai điện trở mắc song song như hình 20. Gọi U1 và U2 lần lượt là hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở, I1, I2 và I lần lượt là cường độ dòng điện qua R1, R2 và qua mạch chính. UAB là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch. Hệ thức nào sau đây là đúng?
- A. $I_{1}.R_{1}=I_{2}.R_{2}$.
- B. $\frac{U_{1}}{R_{1}}+\frac{U_{2}}{R_{2}} = I$.
- C. $U_{1}=U_{2}=U_{AB}$.
Sử dụng dữ kiện sau trả lời các câu hỏi 7 và 8:
Cho hai điện trở R1 = 30$\Omega $, R2 = 20$\Omega $ được mắc song song như sơ đồ hình vẽ 21
Câu 7: Điện trở tương đương RAB của đoạn mạch có thể nhận giá trị nào trong các giá trị sau:
- A. RAB = 10$\Omega $.
- B. RAB = 50$\Omega $.
- D. RAB = 600$\Omega $.
Câu 8: Nếu mắc thêm điện trở R3 = 12$\Omega $ vào đoạn mạch trên như sơ đồ hình 22 thì điện trở tương đương RAC của đoạn mạch mới là bao nhiêu?
- A. RAC = 0.
- B. RAC = 24$\Omega $.
- D. RAC = 144$\Omega $.
Sử dụng dữ liệu sau trả lời các câu hỏi 9 và 10.
Cho mạch điện có sơ đồ như hình 23. R1 = 15$\Omega $, R2 = 10$\Omega $, vôn kế chỉ 30V.
Câu 9: Điện trở tương đương của đoạn mạch AB có thể nhận giá trị nào trong các giá trị sau?
- B. RAB = 25$\Omega $.
- C. RAB = 5$\Omega $.
- D. Một giá trị khác.
Câu 10: Số chỉ của ampe kế A1, A2 và A lần lượt là
- A. I1 = 3A; I2 = 2A; I = 5A.
- B. I1 = 5A; I2 = 3A; I = 2A.
- D. I1 = 2A; I2 = 5A; I = 3A.
Câu 11: Cho mạch điện gồm hai điện trở R1 = 5$\Omega $, R2 = 10$\Omega $ mắc song song, cường độ dòng điện qua R2 là 2A. Cường độ dòng điện ở mạch chính là.
Câu 12: Đặt một hiệu điện thế U =30V vào hai đầu đoạn mạch gồm hai điện trở R1 và R2 ghép song song. Dòng điện trong mạch chính có cường độ 1,25A. Các điện trở R1 và R2 có thể là cặp giá trị nào sau đây, biết rằng R1 = 2R2.
- B. R1 = 36$\Omega $ và R2 = 18$\Omega $.
- C. R1 = 18$\Omega $ và R2 = 9$\Omega $.
- D. R1 = 9$\Omega $ và R2 = 4,5$\Omega $.
Sử dụng dữ kiện sau trả lời các câu hỏi 13 và 14
Cho mạch điện gồm ba điện trở R1 = 25$\Omega $; R2 = R3 = 50$\Omega $ mắc song song với nhau.
Câu 13: Điện trở tương đương của đoạn mạch là
- A. Rtđ = 25$\Omega $.
- B. Rtđ = 50$\Omega $.
- C. Rtđ = 75$\Omega $.
Câu 14: Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế không đổi bằng 37,5V. Cường độ dòng điện trong mạch chính có thể nhận giá trị nào trong các giá trị sau đây?
- B. I = 1,5A.
- C. I = 0,75A.
- D. I = 0,25A.
Câu 15: Điện trở R1 = 10$\Omega $ chịu được cường độ dòng điện tối đa là 3A, điện trở R2 = 20$\Omega $ chịu được cường độ dòng điện tối đa là 2A mắc song song với nhau. Trong các giá trị hiệu điện thế dưới đây, giá trị nào là hiệu điện thế tối đa có thể đặt vào hai đầu đoạn mạch đó, để khi hoạt động không có điện trở nào bị hỏng?
Câu 16: Hai điện trở R1 và R2 được mắc song song với nhau, trong đó R1 = 6 , dòng điện mạch chính có cường độ I = 1,2A và dòng điện đi qua điện trở R2 có cường độ I2 = 0,4A. Tính R2.
Câu 17: Một đoạn mạch gồm hai điện trở R1 = 6 Ω , R2 = 3 Ω mắc song song với nhau vào hai điểm có hiệu điện thế 6V. Điện trở tương đương và cường độ dòng điện qua mạch chính là:
- A. R = 9 Ω , I = 0,6A
- B. R = 9 Ω , I = 1A
- C. R = 2 Ω , I = 1A
Câu 18: Cho hai điện trở, R1 = 15 chịu được dòng điện có cường độ tối đa 2A và R2 = 10 chịu được dòng điện có cường độ tối đa 1A. Hiệu điện thế tối đa có thể đặt vào hai đầu đoạn mạch gồm R1 và R2 mắc song song là:
Câu 19: Ba điện trở có giá trị khác nhau. Hỏi có bao nhiêu giá trị điện trở tương đương?
- A. Có 8 giá trị.
- B. Có 3 giá trị.
- C. Có 6 giá trị.
- D. Có 2 giá trị.
Câu 20: Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ. Biết R1 = 2.R2 = 3R3, hiệu điện thế giữa hai đầu AB là 48V. Tính R1, R2, R3 biết ampe kế chỉ 1,6A.
- B. R1 = 90$\Omega $; R2 = 45$\Omega $; R3 = 30$\Omega $.
- C. R1 = 30$\Omega $; R2 = 15$\Omega $; R3 = 10$\Omega $.
- D. R1 = 90$\Omega $; R2 = 30$\Omega $; R3 = 45$\Omega $.