Quy Tắc Kirchhoff | Vật Lý Đại Cương

Trang chủ » định Luật Kirchhoff » Quy Tắc Kirchhoff | Vật Lý Đại Cương

Có thể bạn quan tâm

Thư Viện Bài Giảng Vật Lý Đại CươngCùng nhau phát triển Tương lai

3.4. Quy tắc Kirchhoff

A. Lý Thuyết

Để tìm được cường độ dòng điện trong các nhánh của một mạch điện phức tạp, ta có thể vận dụng các định luật có tính chất tổng quát về dòng điện – đó là định luật Ohm và định luật Kirchhoff. Các định luật Kirchhoff thực chất chỉ là hệ quả của định luật Ohm tổng quát và định luật bảo toàn điện tích, nên gọi chính xác đó là những quy tắc Kirchhoff.

1. Các khái niệm

Mạch phân nhánh là mạch điện gồm nhiều nhánh, mỗi nhánh có một hay nhiều phần tử (nguồn, điện trở, máy thu, …) mắc nối tiếp. Trong mỗi nhánh, dòng điện chạy theo một chiều với cường độ xác định. Nói chung, dòng điện trong các nhánh khác nhau thì khác nhau.

Nút mạng là chỗ nối của các đầu nhánh – giao điểm của ba nhánh trở lên.

Vòng kín (mắt mạng) là tập hợp các nhánh liên tiếp tạo thành đường khép kín trong mạch điện.

Nhận Dạy Kèm Vật Lý Đại Cương Online qua ứng dụng Zoom, Google Meet,...

  • Dạy kèm tương tác 1 thầy 1 trò! Hỗ trợ trực tuyến 24/7
  • Dạy kèm Vật Lý Đại Cương (Cơ - Nhiệt - Điện Từ - Quang - VLNT-HN)
  • Bồi dưỡng HSG Vật lý các cấp, luyện thi vào lớp 10 Chuyên, ôn thi ĐH-CĐ
  • Sách Giải Bài Tập Vật Lý Đại Cương - Vật Lý Kỹ Thuật - Vật Lý Lý Thuyết
  • Lịch học sắp xếp linh động, sáng - chiều - tối đều học được!
  • Thời gian học từ 1,5h - 2h/1 buổi!
094.625.1920 - Thầy Nhân (Zalo)

2. Các quy tắc Kirchhoff

a) Quy tắc thứ nhất (về nút mạng): Tổng dòng điện đi tới một nút mạng bất kì bằng tổng dòng điện đi ra khỏi nút mạng đó: \( \sum{{{I}_{in}}}=\sum{{{I}_{out}}} \) (3.49)

Quy tắc này được suy ra từ định luật bảo toàn điện tích.

b) Quy tắc thứ hai (về mắt mạng): Trong một mắt mạng bất kì, tổng đại số các suất điện động và các độ giảm thế trên các điện trở luôn bằng không: \(\sum{{{\xi }_{i}}}+\sum{{{I}_{i}}{{R}_{i}}}=0\) (3.50)

Trong (3.50), ta quy ước về dấu như sau: Chọn một chiều đi tùy ý. Theo chiều đi đó, nếu gặp cực dương của nguồn nào trước thì suất điện động của nguồn đó mang dấu dương; nếu đi cùng chiều dòng điện của nhánh nào thì cường độ dòng điện của nhánh đó mang dấu dương. Trái lại chúng mang dấu âm. (3.50) chính là hệ quả của định luật Ohm tổng quát.

3. Vận dụng quy tắc Kirchhoff để phân giải mạch điện

Vận dụng quy tắc Kirchhoff để phân giải mạch điện, ta tiến hành tuần tự các bước  sau:

Bước 1. Giả định chiều cho dòng điện trong mỗi nhánh, giả thiết cách mắc cực của các nguồn chưa biết. Từ đó xác định ẩn số phải tìm. Nếu có N ẩn số, phải thiết lập N phương trình độc lập.

Bước 2. Thành lập hệ phương trình Kirchhoff:

+ Viết các phương trình cho nút mạng: Nếu có m nút, ta viết (m – 1) phương trình (vì nếu viết m phương trình thì phương trình cuối cùng sẽ là hệ quả của các phương trình trước).

+ Viết các phương trình cho mắt mạng: Còn lại  \( \left[ N-(m-1) \right] \) phương trình cho các mắt mạng. Để các phương trình độc lập nhau thì mỗi mắt mạng sau phải chứa ít nhất một nhánh mới. Thường ta viết cho các mắt mạng đơn giản nhất.

Bước 3. Giải hệ N phương trình và biện luận kết quả: Nếu nghiệm I hoặc suất điện động \( \xi \) mang dấu dương thì chiều hoặc cách mắc của nó trùng với giả đỉnh ban đầu; trái lại thì ngước với chiều giả định ban đầu.

B. Bài tập có hướng dẫn giải

Câu 1. Cho mạch điện như hình 3.23, trong đó các nguồn có suất điện động \( {{\xi }_{1}}=8\text{ }V  \),  \( {{\xi }_{3}}=8\text{ }V  \);  \( {{R}_{1}}=2\text{ }\Omega  \),  \( {{R}_{2}}=4\text{ }\Omega  \),  \( {{R}_{3}}=3\text{ }\Omega  \); bỏ qua điện trở của các dây nối và điện trở trong của các nguồn điện. Phải mắc nguồn  \( {{\xi }_{2}} \) có suất điện động bao nhiêu và mắc như thế nào vào hai điểm A, B để ampe kế chỉ 1 A và dòng điện qua ampe kế có chiều từ M đến N?

Hướng dẫn giải:

Giả sử cực dương của nguồn  \( {{\xi }_{2}} \) mắc vào điểm A và dòng điện trong các nhánh có chiều như trên hình 3.24. Bài toán có 3 ẩn số là I1, I3 và  \( {{\xi }_{2}} \), vậy ta cần lập 3 phương trình.

Có 2 nút mạng M và N, nên ta viết được 1 phương trình cho nút: I1 + I2 = I3 hay I3 – I1 = 1  (1)

Chọn chiều đi ngược chiều kim đồng hồ, ta viết được hai phương trình cho hai mắc (1) và (2):

 \( -{{\xi }_{1}}+{{\xi }_{2}}-{{I}_{1}}{{R}_{1}}+{{I}_{2}}{{R}_{2}}=0 \) hay  \( -8+{{\xi }_{2}}-2{{I}_{1}}+4=0 \)     (2)

 \( -{{\xi }_{2}}+{{\xi }_{3}}-{{I}_{2}}{{R}_{2}}-{{I}_{3}}{{R}_{3}}=0 \) hay  \( -{{\xi }_{2}}+5-4-3{{I}_{3}}=0 \)     (3)

Giải (1), (2), (3) ta được:

 \( {{\xi }_{2}}=+1,6\text{ }V  \);  \( {{I}_{1}}=-1,2\text{ }A  \);  \( {{I}_{3}}=-0,2\text{ }A  \).

Vậy, nguồn  \( {{\xi }_{2}}=1,6\text{ }V  \), mắc như giả thiết ban đầu: cực (+) nối vào A, cực âm nối vào B; dòng I1 = 1,2 A; dòng I3 = 0,2 A và có chiều ngược với chiều trên hình 3.24.

Các bài viết cùng chủ đề!

Các khái niệm cơ bản của dòng điện không đổi

Xem Chi Tiết

Định luật Ohm

Xem Chi Tiết

Phương trình liên tục của dòng điện

Xem Chi Tiết

Quy tắc Kirchhoff

Xem Chi Tiết

Định luật Joule – Lenz. Công và công suất của dòng điện

Xem Chi Tiết

Công suất và hiệu suất của nguồn điện

Xem Chi Tiết

Phân giải một số dạng mạch điện

Xem Chi Tiết

Current Electricity

Xem Chi Tiết

Hotline: 094.625.1920 - Thầy Nhân (Zalo)

Các Sách Giải Bài Tập - Đề Thi do Trung tâm phát hành!

Sách Giải Bài Tập Vật Lý Đại Cương 1

Xem Chi Tiết!

Sách Giải Bài Tập Vật Lý Đại Cương 2

Xem Chi Tiết!

Sách Giải Bài Tập Vật Lý Đại Cương 3

Xem Chi Tiết!

Sách Giải Bài Tập Cơ Học Kỹ Thuật

Xem Chi Tiết!

Sách Giải Bài Tập Sức Bền Vật Liệu

Xem Chi Tiết!

University Physics – Mechanics Part 1

Xem Chi Tiết!

University Physics – Mechanics Part 2

Xem Chi Tiết!

University Physics – Electricity and Magnetism

Xem Chi Tiết!

University Physics – Waves and Thermodynamics

Xem Chi Tiết!

University Physics – Optics and Modern Physics

Xem Chi Tiết!

Thư Viện Bài Giảng Vật Lý Đại Cương được xây dựng trên WordPress

error: Content is protected !! MENUTrang Chủ
  • p>

Từ khóa » định Luật Kirchhoff