Toàn Bộ Lý Thuyết Chương II - Dòng Điện Không Đổi - Vật Lý 11

TOÀN BỘ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 2- VẬT LÝ 11

DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI

1. Dòng điện không đổi. Nguồn điện

a. Dòng điện

- Dòng điện là dòng dịch chuyển có hướng của các hạt mang điện.

-Dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các hạt electron tự do.

-Quy ước chiều của dòng điện: là chiều dịch chuyển có hướng của các điện tích dương trong vậy dẫn.

-Quy ước chiều của dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại: là ngược chiều với chiều dịch chuyển có hướng của các hạt điện tích trong kim loại đó.

-Các tác dụng của dòng điện: tác dụng từ, tác dụng nhiệt, tác dụng hóa học,tác dụng cơ học, tác dụng sinh lý,...

( Tác dụng từ là tác dụng đặc trưng nhất)

-Trị số của dòng điện cho biết mức độ mạnh hay yếu của dòng điện.

- Dụng cụ đo: ampe kế

- Đơn vị đo cường độ dòng điện: ampe (A)

b. Cường độ dòng điện. Dòng điện không đổi

-Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện. Nó được xác định bằng thương số của điện lượng △q dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian △t và khoảng thời gian đó.

 

-Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ dòng điện không thay đổi theo thời gian. -Cường độ dòng điện của dòng điện không đổi:  (ampe:A)

 

( q (C) là điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong thời gian t (s))

c. Nguồn điện

-Điều kiện để có dòng điện:  phải có một hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn điện.

-Nguồn điện là dụng cụ để duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện.

-Mọi nguồn điện đều có hai cực, cực dương (+) và cực âm (-).

d. Suất điện động của nguồn điện

- Công của nguồn điện:là công của các lực lạ thực hiện làm dịch chuyển các điện tích qua nguồn

Nguồn điện là một nguồn năng lượng vì nó có khả năng thực hiện công khi dịch chuyển các điện tích dương bên trong nguồn điện ngược chiều điện trường hoặc dịch chuyển các điện tích âm bên trong nguồn điện cùng chiều điện trường.

- Suất điện động của nguồn điện:

+ Suất điện động ξ của một nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện vì và được đo bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện dịch chuyển một điện tích q ngược chiều điện trường và độ lớn của điện tích q đó.

+Công thức: ξ=A/q

Trong đó: ξ  là suất điện động của nguồn (V)

       A: Công của lực lạ (J).

       q: Độ lớn điện tích (C).

=> số vôn ghi trên mỗi nguồn điện cho biết trị số của suất điện động của nguồn điện đó. Hay, suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng hiệu điện thế giữa hai cực của nó khi mạch ngoài hở.Nguồn điện cũng là vật dẫn và cũng có điện trở được gọi là điện trở trong của nguồn.

e. Pin và Ăcquy

-Pin Vôn-ta: Là nguồn điện hóa học được chế tạo gồm một cực bằng kẽm (Zn), một cực bằng đồng (Cu) ngâm trong dung dịch axit sunfuric (H2 SO4). Suất điện động của pin: ξ =U2−U1=1,1 (V).

- Acquy chì:+Cực âm: Chì (Pb)                    +Cực dương: Chì điôxít (PbO2)                    +Chất điện phân: Dung dịch H2SO4 loãng.                    +Suất điện động:  ξ ≈2 (V).

2.Điện năng. Công suất điện

a.Công và công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch

+ Công của dòng điện là công của lực điện thực hiện khi làm di chuyển các điện tích tự do trong đoạn mạch.

Công này chính là điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ và được tính bởi:

                               A = U.q = U.I.t    (J)        

Trong đó:     U : hiệu điện thế (V) 

                  I: cường độ dòng điện (A)

                 q: điện lượng (C)

                 t: thời gian (s)

+ Công suất

Công suất của dòng điện đặc trưng cho tốc độ thực hiện công của nó. Đây cũng chính là công suất điện tiêu thụ bởi đoạn mạch.

Ta có : P = A/t

                  = U.I

b. Định luật Jun - Len-xơ:

+Nếu đoạn mạch(Hoăc vật dẫn) chỉ có điện trở thuần R ( với R = ρ l/S) thì điện năng mà đoạn mạch đó tiêu thụ được biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng. +Nhiệt lượng tỏa ra ở một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật dẫn, với bình phương cường độ dòng điện với thời gian  dòng điện chạy qua vật dẫn đó:                        Q = RI2t          

c.Công và công suất của nguồn điện

+ Công của nguồn điện:

Công của nguồn điện là công của lực lạ khi làm di chuyển các điện tích giữa hai cực để duy trì hiệu điện thế nguồn. Đây cũng là điện năng sản ra trong toàn mạch.

 

Ta có: Ang = qξ = ξIt (J)

Trong đó:     ξ: suất điện động (V);

                   I: cường độ dòng điện (A);

                   q : điện lượng (C)

+ Công suất:

Công suất Png  của nguồn điện đặc trưng cho tốc độ thực hiện công của nguồn điện đó và được xác định bằng công của nguồn điện để thực hiện trong đơn vị thời gian. Công suất này cũng chính bằng công suất tiêu thụ điện năng của toàn mạch:        

             Png  = Ang / t = ξI      

3. Định luật ôm đối với toàn mạch

-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.

- Công thức:     I= ξ / (r+ Rn)

Ta có UN = ξ - r.I   

+ Nếu điện trở trong r = 0, hay mạch hở (I = 0) thì UN = ξ .

+ Nếu R = 0 thì   I =ξ/r , lúc này nguồn gọi là bị đoản mạch.

 + Hiệu suất của nguồn điện:

 

- Định luật ôm đối với các loại mạch

+Định luật ôm chứa nguồn ( máy phát)

 

.Đối với nguồn điện (máy phát): dòng điện đi vào cực âm và đi ra từ cực dương.

.UAB: tính theo chiều dòng điện đi từ A đến B qua mạch (UAB = -UBA ).

 

+ Định luật ôm cho đoạn mạch chứa máy thu điện:

 

Đối với máy thu Et: .dòng điện đi vào cực dương và đi ra từ cực âm.

.UAB: tính theo chiều dòng điện đi từ A đến B qua mạch.

- Mắc nguồn điện

+Mắc nối tiếp:

.ξb=ξ1+ξ2+…+ξn;

.rb = r1 + r2 + … + rn

+ Mắc song song

  ξb= ξ1= ξ2=… ξn

1/rb=1/ r1 +1/ r2+…

+ Mắc xung đối

                            

.ξb= ξ1- ξ2

.rb = r1 + r2 

+Mắc hỗn hợp xung đối:

Nếu  m là số nhánh, n là số nguồn trong mỗi nhánh thì:

ξb=n ξ

.rb =nr/m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bài viết gợi ý:

1. Toàn bộ lý thuyết chương I - Điện tích, Điện Trường - Vật Lý 11

2. Lực Lo-ren-xơ

3. Công và hiệu điện thế

4. Cân bằng của điện tích trong điện trường

5. Bài Tập Lực Tương Tác Giữa Hai Điện Tích Điểm

6. Cường độ điện trường tại một điểm do một hệ điện tích điểm gây ra

7. Cường độ điện trường tại một điểm do một điện tích điểm gây ra