5 ví dụ về định luật thứ hai của Kirchhoff
Ngoài ra, hãy nghiên cứu thêm tài liệu về Định luật Kirchhoff và thảo luận về các câu hỏi liên quan đến Định luật Kirchhoff.
1. Một mạch điện gồm bốn điện trở, mỗi điện trở R1 = 6 Ohm, R2 = 6 Ohm, R3 = 9 Ohm và R4 = 3 Ohm được mắc nối tiếp với nguồn E1 = 6 Volt, E2 = 12 Volt như hình vẽ bên dưới. Dòng điện chạy qua mạch là…
A. 1/5 A
B. 2/5 A
C. 3/5 A
D. 4/5 A
E. 1 A
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Điện trở 1 (R)1) = 6 Ω
Điện trở 2 (R)2) = 6 Ω
Điện trở 3 (R)3) = 9 Ω
Điện trở 4 (R)4) = 3 Ω
Nguồn suất điện động 1 (E)1) = 6 Volt
Nguồn suất điện động 2 (E)2) = 12 Volt
Yêu cầu: Dòng điện chạy trong mạch (I)
Hàm:
Điện trở 1 (R)1) và điện trở 2 (R2) được mắc song song. Điện trở thay thế là:
1/R12 = 1 / R1 + 1 / R2 = 1/6 + 1/6 = 2/6
R12 = 6/2 = 3 Ω
Các bước để giải quyết vấn đề này:
Đầu tiên , hãy chọn hướng dòng điện mà bạn thích. Bạn có thể chọn ngược chiều kim đồng hồ hoặc cùng chiều kim đồng hồ.
Thứ hai , khi dòng điện chạy qua điện trở (R), điện thế giảm xuống nên V = IR có giá trị âm.
Thứ ba , nếu dòng điện di chuyển từ điện thế thấp đến điện thế cao (- sang +) thì nguồn điện áp (E) được đánh dấu là dương vì có sự tích tụ năng lượng trong nguồn điện áp. Nếu dòng điện di chuyển từ điện thế cao đến điện thế thấp (+ sang -) thì nguồn điện áp (E) được đánh dấu là âm vì có sự phóng điện trong nguồn điện áp.
Để giải bài toán này, chiều dòng điện được chọn là chiều kim đồng hồ.
– IR12 - E1 – IR3 – IR4 + E2 = 0
– 3I – 6 – 9I – 3I + 12 = 0
– 3I – 9I – 3I = 6 – 12
– 15I = – 6
I = -6 /-15
I = 2/5 Ampe
2. Hãy nhìn vào hình ảnh sơ đồ điện trở bên dưới! Độ lớn của dòng điện chạy qua R3 là …
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết:
R 1 = 4 Ω
R 2 = 4 Ω
R 3 = 8 Ω
Hỏi: Tôi 3
Trả lời:
Chiều dòng điện trong mạch điện trên trùng với chiều kim đồng hồ, từ điện thế cao đến điện thế thấp.
Trước tiên , tính toán điện trở thay thế (R). Sau đó, tính toán dòng điện bằng định luật Ohm : I = V / R
Điện trở thay thế:
Tính giá trị điện trở thay thế trong mạch điện trên.
Điện trở R1 và điện trở R2 được mắc song song. Điện trở thay thế là:
1/R12 = 1 / R1 + 1 / R2 = 1/4 + 1/4 = 2/4
R12 = 4/2 = 2 Ω
Điện trở R12 và điện trở R3 được mắc nối tiếp. Điện trở thay thế là:
R=R12 + R3 = 2 + 8 = 10 Ω
Dòng điện chạy ra từ pin :
I = V / R = 40 / 10 = 4 Ampe
Định luật thứ nhất của Kirchhoff Định luật này nêu rõ rằng lượng dòng điện đi vào một nhánh bằng với lượng dòng điện đi ra khỏi nhánh đó. Dựa trên định luật Kirchhoff thứ nhất, ta kết luận rằng nếu dòng điện ra khỏi pin là 4 Ampe, thì dòng điện chạy qua đoạn AB cũng bằng 4 Ampe, tương tự dòng điện chạy qua đoạn BC cũng bằng 4 Ampe.
3. Quan sát mạch điện trong hình bên dưới. Tính I1 , I2 và I3.
Cuộc thảo luận
Dòng điện di chuyển từ điện thế cao đến điện thế thấp; dòng điện di chuyển ra xa cực dương và hướng về cực âm. Do đó, chiều của dòng điện I1 và I2 được chọn như trong hình vẽ, trong khi chiều của dòng điện I3 được chọn tùy ý.
Đầu tiên , áp dụng định luật Kirchhoff thứ nhất tại điểm phân nhánh.
I 3 = I 1 + I 2 ………. phương trình 1
Thứ hai , áp dụng định luật Kirchhoff thứ hai cho vòng lặp 1 (vòng lặp bên trái).
32 – 4 I 1 – 10 I 3 = 0
8 – I 1 – 2,5 I 3 = 0
………. phương trình 2
Thứ ba , áp dụng định luật Kirchhoff thứ hai cho vòng lặp 2 (vòng lặp bên phải).
15 – 5 I 2 – 10 I 3 = 0
3 – I 2 – 2 I 3 = 0
………. phương trình 3
Thay thế phương trình 2 và 3 vào phương trình 1:
Dấu âm có nghĩa là chiều của I 2 ngược với chiều đã chọn ở trên.
4. Một mạch điện gồm bốn điện trở, mỗi điện trở có giá trị R.1 = 12 Ohm, R2 = 12 Ohm, R3 = 3 Ohm và R4 = 6 Ohm mắc nối tiếp với E1 = 6 Vôn, E2 = 12 Vôn như hình ảnh bên dưới. Dòng điện chạy qua là…
A. 1/5 A
B. 2/5 A
C. 3/5 A
D. 4/5 A
E. 1 A
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Điện trở 1 (R)1) = 12 Ω
Điện trở 2 (R)2) = 12 Ω
Điện trở 3 (R)3) = 3 Ω
Điện trở 4 (R)4) = 6 Ω
Nguồn suất điện động 1 (E)1) = 6 Volt
Nguồn suất điện động 2 (E)2) = 12 Volt
Cần tìm: Cường độ dòng điện chạy trong mạch (I)
Hàm:
Bài toán này liên quan đến định luật Kirchhoff. Các bước và cách giải bài toán này như sau:
Trước tiên, hãy chọn hướng dòng điện bạn muốn. Bạn có thể chọn ngược chiều kim đồng hồ hoặc cùng chiều kim đồng hồ.
Thứ hai, khi dòng điện chạy qua điện trở (R) thì điện thế giảm xuống, do đó V = IR có giá trị âm.
Thứ ba, nếu dòng điện di chuyển từ điện thế thấp đến điện thế cao (- sang +) thì nguồn điện áp (E) được đánh dấu là dương vì có sự tích điện tại nguồn điện áp. Nếu dòng điện di chuyển từ điện thế cao đến điện thế thấp (+ sang -) thì nguồn điện áp (E) được đánh dấu là âm vì có sự phóng điện tại nguồn điện áp.
Điện trở 1 (R)1) và điện trở 2 (R2) được mắc song song. Điện trở thay thế là:
1/R12 = 1 / R1 + 1 / R2 = 1/12 + 1/12 = 2/12
R12 = 12/2 = 6 Ω
Để giải bài toán này, chiều dòng điện được chọn là chiều kim đồng hồ.
– IR12 - E1 – IR3 – IR4 + E2 = 0
– 6I – 6 – 3I – 6I + 12 = 0
– 6I – 3I – 6I = 6 -12
– 15I = – 6
I = -6/-15
I = 2/5 Ampe
Dòng điện chạy trong mạch là 2/5 Ampe. Dòng điện dương cho biết chiều dòng điện đúng như dự đoán, theo chiều kim đồng hồ.
Đáp án đúng là B.
5. Hãy quan sát mạch điện sau! Độ lớn của dòng điện (I) chạy trong mạch là….
A. 0,1 A
B. 0,2 A
C. 0,5 A
D. 1,0 Một
E. 5,0 A
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Điện trở 1 (R)1) = 10 Ω
Điện trở 2 (R)2) = 6 Ω
Điện trở 3 (R)3) = 5 Ω
Điện trở 4 (R)4) = 20 Ω
Nguồn suất điện động 1 (E)1) = 8 Volt
Nguồn suất điện động 2 (E)2) = 12 Volt
Cần tìm: Cường độ dòng điện chạy trong mạch (I)
Hàm:
Điện trở 3 (R)3) và điện trở 4 (R4) được mắc song song. Điện trở thay thế là:
1/R34 = 1 / R3 + 1 / R4 = 1/5 + 1/20 = 4/20 + 1/20 = 5/20
R34 = 20/5 = 4 Ω
Để giải bài toán này, chiều dòng điện được chọn là chiều kim đồng hồ.
– IR1 – IR2 - E1 – IR34 + E2 = 0
– 10I – 6I – 8 – 4I + 12 = 0
– 10I – 6I – 4I = 8 – 12
– 20I = – 4
I = -4/-20
I = 1/5 Ampe
I = 0,2 Ampe
Dòng điện chạy trong mạch là 1/5 Ampe. Dòng điện dương cho biết chiều dòng điện đúng như dự đoán, theo chiều kim đồng hồ.
Đáp án đúng là B.
