Định luật Ôm đối với toàn mạch
1. Định luật Ôm đối với toàn mạch
- Toàn mạch là mạch điện kín đơn giản nhất như hình trên, trong đó nguồn điện có suất điện động \(\xi\) và điện trở trong \(r\), còn \(R_{N}\) là điện trở tương đương của mạch ngoài bao gồm các vật dẫn nối liền hai điện cực. Định luật Ôm đối với toàn mạch biểu thị mối liên hệ giữa cường độ dòng điện \(I\) chạy trong mạch điện kín nói trên với suất điện động \(\xi\) của nguồn điện và với điện trở toàn phần \(R_{N} +r\) của mạch điện kín này.
- Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng tổng các độ giảm điện thế ở mạch ngoài và mạch trong
\(\xi=I(R_{N}+r)=IR_{N}+Ir\)
- Định luật Ôm đối với toàn mạch được phát biểu như sau:
Cường độ dòng điện chạy trong mạch điện kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch đó
\(I=\frac{\xi}{R_{N}+r}\)
2. Nhận xét
2.1 Hiện tượng đoản mạch
- Hiện tượng đoản mạch là khi nối hai cực của nguồn điện bằng dây dẫn có điện trở rất nhỏ (\(R_{N}=0\)), khi đó cường độ dòng điện chạy trong mạch kín là rất lớn và có hại
\(I=\frac{\xi}{r}\)
2.2 Định luật Ôm đối với toàn mạch và định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng
- Công của nguồn điện sản ra trong mạch điện kín khi dòng điện không đổi có cường độ \(I\) chạy qua trong thời gian t
\(A=\xi It\)
- Theo định luật Jun- Len-xơ, nhiệt lượng tỏa ra ở mạch ngoài và mạch trong là
\(Q=(R_{N}+r)I^2t\)
- Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng thì A=Q. Từ đó ta có thể suy ra công thức biểu thị định luật Ôm đối với toàn mạch ở trên
\(\xi=I(R_{N}+r)\) và \(I=\frac{\xi}{R_{N}+r}\)
2.3 Hiệu suất của nguồn điện
- Công của nguồn điện bằng tổng điện năng tiêu thụ ở mạch ngoài và ở mạch trong, trong đó điện năng tiêu thụ ở mạch ngoài là điện năng tiêu thụ có ích. Từ đó, ta có công thức tính hiệu suất H của nguồn điện là:
\(H=\frac{A_{có\ ích}}{A}= \frac{U_{N}It}{\xi It}=\frac{U_{N}}{\xi}\)