Suất điện động mắc nối tiếp và song song

Suất điện động mắc nối tiếp và song song

Nếu có hai hoặc nhiều nguồn điện động (emf) được mắc nối tiếp như hình vẽ, thì các nguồn điện động này được bố trí theo kiểu nối tiếp.

Điện áp nguồn tương đương (ε) là:

ε = ε ₁ + ε ₂ + ε _n

Điện trở trong tương đương (r) là:

r = r ₁ + r ₂ + r _n

Dòng điện chạy qua điện trở ngoài (R) là:

I = ε / (r + R)

Ví dụ bài toán:

Giả sử có hai bình điện, mỗi bình có suất điện động là 1.5 V và điện trở trong của mỗi bình là 0.1 Ω. Điện trở ngoài (R) = 10 Ω. Chiều dòng điện theo chiều kim đồng hồ.

Sử dụng công thức trước đó:

ε = 1.5 + 1.5 = 3 Vôn

r = 0.1 + 0.1 = 0.2 Ω

I = ε / (r + R) = 3 / (0.2 + 10)

Tôi = 3 / 10.2

Tôi = 0.294 A

Hãy sử dụng định luật thứ hai của Kirchhoff:

1.5 – 0.1 I + 1.5 – 0.1 I – 10 I = 0

3 – 0.2 I – 10 I = 0

3 – 10.2 I = 0

3 = 10.2 I

Tôi = 3 / 10.2

Tôi = 0.294 A

Nếu có hai hoặc nhiều nguồn điện động (emf) được mắc nối tiếp như hình vẽ, thì các nguồn điện động này được mắc song song.

Điện áp nguồn tương đương (ε) là:

ε = ε₁ = ε₂ = ε_n

Điện trở trong tương đương (r) là:

1/r = 1/r ₁ + 1/r ₂ + 1/r _n

Dòng điện chạy qua điện trở ngoài (R) là:

I = ε / (r + R)

Ví dụ bài toán:

Giả sử có hai bình điện, mỗi bình có suất điện động là 1.5 V và điện trở của mỗi bình là 0.1 Ω. Điện trở ngoài (R) = 10 Ω.

Sử dụng công thức trước đó:

ε = 1.5 Volt

1/r = 1/0.1 + 1/0.1 = 2 / 0.1

r = 0.1 / 2 = 0.05 Ω

I = ε / (r + R) = 1.5 / (0.05 + 10) = 1.5 / 10.05

Tôi = 0.149 A

Sử dụng quy tắc Kirchhoff

Áp dụng quy tắc đầu tiên của Kirchhoff :

I ₁ + I ₂ = I ………. Phương trình 1

Phân tích vòng lặp Aefca. Chiều của vòng lặp là theo chiều kim đồng hồ. Áp dụng định luật Kirchhoff thứ hai:

ε ₂ – I ₁ r ₂ – IR = 0

1.5 – 0.1 I ₁ – 10 I = 0

– 0.1 I ₁ = 10 I – 1.5

I ₁ = (10 I – 1.5) / – 0.1

I ₁ = -100 I + 15 ………. Phương trình 2

Phân tích vòng Befdb. Chiều quay của vòng là theo chiều kim đồng hồ. Áp dụng định luật Kirchhoff thứ hai:

ε ₁ – I ₂ r ₁ – IR = 0

1.5 – 0.1 I ₂ – 10 I = 0

– 0.1 I ₂ = 10 I – 1.5

I ₂ = (10 I – 1.5) / – 0.1

I ₂ = -100 I + 15 ………. Phương trình 3

Thay thế phương trình 2 và 3 vào phương trình 1:

I ₁ + I ₂ = I

-100 I + 15 – 100 I + 15 = I

– 200 I + 30 = I

30 = I + 200 I

30 = 201 I

Tôi = 30 / 201

Tôi = 0.149 A

Loại bỏ phương trình 2 và 3:

I ₁ = -100 I + 15

I ₂ = -100 I + 15

——————– –

I ₁ – I ₂ = 0

I ₁ = I ₂ ………. Phương trình 4

Vì I ₁ + I ₂ = I, trong đó I ₁ = I ₂ nên I ₁ = I ₂ = 1/2 I = 1/2 (0.149) = 0.0745 A.