Chủ đề 3: Tìm Số Chỉ Của Ampe Kế Và Vôn Kế - Lib24.Vn

Có thể bạn quan tâm

- Ampe kế mắc nối tiếp với điện trở R, để đo dòng điện chạy qua nó, số chỉ của ampe kế là cường độ dòng điện chạy qua R.

- Vôn kế mắc song song với điện trở R, để đo hiệu điện thế hai đầu điện trở R, số chỉ của vô kế là hiệu điện thế hai đầu R.

Lưu ý:

+ Nếu điện trở của vôn kế không phải rất lớn (bằng vô cùng) thì dòng điện vẫn chạy qua vôn kế V nên không thể bỏ đoạn mạch chứa vôn kế được.

+ Nếu ampe kế có điện trở đáng kể thì xem ampe kế như một điện trở.

Ví dụ 1: Cho đoạn mạch điện như hình vẽ. Trong đó các điện trở R1 = 2Ω, R2 = 3Ω, R3 = 6Ω, các ampe kế có điện trở không đáng kể. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch UAB = 6V. Tìm số chỉ của các ampe kế.

Hướng dẫn:

Gọi C là giao điểm của (R2, R3), D là giao điểm của (R1, R2)

Vì ampe kế có điện trở không đáng kể nên:

+ A và C có cùng điện thế → chập C và A lại.

+ B và D có cùng điện thế → chập D và B lại.

Mạch điện được vẽ lại như sau:

Ta có: (R1 // R2 // R3)

Số chỉ ampe kế 1: I = I1 + IA1 ⇒ IA1 = I - I1 = 3A

Số chỉ ampe kế 2: I3 + IA2 = I ⇒ IA2 = I - I3 = 5A

Ví dụ 2: Cho đoạn mạch điện như hình vẽ. Trong đó các điện trở R1 = 40Ω, R2 = 40Ω, R3 = 30Ω, R4 = 40Ω, ampe kế có điện trở không đáng kể, cường độ dòng điện chạy trong mạch chính I = 1,2 A. Tìm số chỉ của các ampe kế và cường độ dòng điện qua mỗi trở.

Hướng dẫn:

Gọi C là giao điểm của (R2, R3); D là giao điểm của (R1, R2)

Vì các ampe kế có điện trở không đáng kể nên:

+ A và C có cùng điện thế → chập C và A lại.

+ B và D có cùng điện thế → chập D và B lại.

Mạch điện được vẽ lại như sau:

Ta có: [(R1 // R2)] // R3

⇒ U = I.RAB = 1,2.20 = 24V

Mà I = I124 + I3 ⇒ I124 = I - I3 = 1,2 - 0,8 = 0,4A = I4 = I12

u12 = I12.R12 = 0,4.20 = 8V

Để tìm số chỉ ampe kế ta dựa vào mạch ban đầu: I = I1 + IA ⇒ IA = I - I1 = 1,2 - 0,2 = 1A

Ví dụ 3: Cho mạch điện như hình vẽ. R1 = 12Ω, R2 = 6Ω, R3 = R4 = 4Ω, UAB = 18V. Biết điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể. Tìm số chỉ của các ampe kế.

Hướng dẫn:

Gọi C là giao điểm của (R2, R3), D là giao điểm của (R1, R2), E là giao điểm của (R1, R4, A1). Vì E và C có cùng điện thế → chập C và E lại, B và D có cùng điện thế → chập D và B lại.

Mạch điện được vẽ lại như sau:

Ta có: [R4 nt (R1 // R2 // R3)]

⇒ R123 = 2Ω ⇒ RAB = R4 + R123 = 6Ω

⇒ U4 = I4.R4 = 3.4 = 12V ⇒ U123 = U - U4 = 6V

Số chỉ ampe kế 1: I4 = I1 + IA1 ⇒ IA1 = I4 - I4 = 2,5A

Số chỉ ampe kế 2: I3 + IA2 = I ⇒ IA2 = I - I3 = 1,5A

Ví dụ 4: Cho mạch điện như hình vẽ. R1 = R2 = 8Ω, R3 = 12Ω, R4 = 24Ω, R5 = 1,2Ω, RA = 0, UAB = 24V. Tính:

a. Điện trở tương đương của đoạn mạch.

b. Cường độ dòng điện qua các điện trở.

c. Số chỉ ampe kế.

Hướng dẫn:

Gọi C là giao điểm của (R1, R2), D là giao điểm của (R3, R4)

Vì ampe kế có điện trở không đáng kể nên C và D có cùng điện thế → chập C và D lại.

Mạch điện được vẽ lại như sau:

a. Ta có: [(R1 // R3) nt (R2 // R4)] nt R5

→ R = R13 + R24 + R5 = 4,8 + 6 + 1,2 = 12Ω

⇒ I13 = I24 = I5 = I = 2A

Cường độ dòng điện qua R1 và R3:

Cường độ dòng điện qua R2 và R4:

c. Giả sử chiều dòng điện chạy qua ampe kế có chiều từ C đến D (như hình vẽ). Khi đó tại nút C ta có: I1 = IA + I2 ⇒ IA = I1 - I2 = 1,2 - 1,5 = -0,3A . Dấu " - " chứng chỏ rằng: dòng điện phải chạy từ D đến C và số chỉ của ampe kế là 0,3A.

Ví dụ 5:Cho mạch điện như hình vẽ: trong đó R1 = 8Ω, R2 = 12Ω, R3 = 3Ω, R5 = 4Ω. R4 là biến trở. Biết UAB = 34V và RV rất lớn.

1. Với R4 = 3Ω. Tính:

a. RAB.

b. Cường độ dòng điện ở mạch chính.

c. Số chỉ vôn kế. Cực dương Vôn kế phải nối với điểm nào?

2. Điều chỉnh R4 để (V) chỉ 0V. Tính R4.

Hướng dẫn:

Vì vôn kế có điện trở rất lớn nên dòng điện không chạy qua vôn kế. Mạch điện được vẽ lại như sau:

1. Với R4 = 3Ω.

a) Ta có: R5 nt [(R1 nt R2) // (R3 nt R4) ]

R12 = R1 + R2 = 18Ω, R34 = R3 + R4 = 6Ω

→ R = R5 + R1234 = 4 + 4,5 = 8,5Ω

b. Cường độ dòng điện trong mạch chính:

c. I5 = I1234 = I = 4A → U5 = I5.R5 = 4.4 = 16V ⇒ U1234 = U - u5 = 18V

Từ hình vẽ ta có: UMN = UMC + UCN = -R1I1 + R3I3 = -6.1 + 3.3 = 3V

Mà: nên cực dương của (V) mắc với M và cực âm mắc với N.

2. Điều chỉnh R4 để (V) chỉ 0V

Ta có: UMN = UMC + UCN = – UCM + UCN = 0 ⇒ UCM = UCN ⇔ I1R1 = I3R3 (1)

Mặt khác: UMN = UMB + UBN = UMB – UNB = 0 ⇒ UMB = UNB ⇔ I1R2 = I3R4 (2)

Lấy (1) chia (2) ta được:

: mạch cầu cân bằng.

Ví dụ 6: Cho mạch điện như hình vẽ. R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = 10Ω, UAB = 30V, RA = 0. Tìm:

a. RAB.

b. Cường độ dòng điện qua các điện trở.

c. Số chỉ Ampe kế

Hướng dẫn:

Gọi C là giao điểm của (R2, R4, R5), D là giao điểm của (R1, R3, R4)

Vì ampe kế có điện trở không đáng kể nên B và C có cùng điện thế → chập C và B lại (dòng điện không chạy qua R5 nên I5 = 0) . Mạch điện được vẽ lại như sau: