Định luật Ôm cho toàn mạch là một trong những kiến thức trọng tâm của chương Dòng điện không đổi (Vật lý 11). Đây là cơ sở để giải thích mối quan hệ giữa nguồn điện, điện trở và cường độ dòng điện trong mạch điện kín. Bài viết sau trung tâm gia sư The TutorX sẽ giúp bạn hiểu sâu bản chất định luật, tránh nhầm lẫn khi làm bài và thành thạo các dạng bài tập liên quan.
Công thức định luật Ôm cho toàn mạch
Phát biểu định luật Ôm cho toàn mạch
"Cường độ dòng điện chạy trong một mạch điện kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với tổng điện trở của toàn mạch."
Phát biểu này cho thấy: muốn có dòng điện chạy trong mạch thì cần có nguồn điện, và dòng điện mạnh hay yếu phụ thuộc trực tiếp vào đặc tính của nguồn cũng như mạch ngoài.
Công thức định luật Ôm cho toàn mạch
I = E/ R+r
Trong đó:
- I là cường độ dòng điện trong mạch (A)
- E là suất điện động của nguồn điện (V)
- R là điện trở mạch ngoài (Ω)
- r là điện trở trong của nguồn điện (Ω)
Tổng R + r được gọi là điện trở toàn mạch.
Lưu ý quan trọng khi sử dụng công thức
- Công thức chỉ áp dụng cho mạch kín
- Phải luôn xét đến điện trở trong r của nguồn
- Nếu đề bài cho nhiều điện trở ngoài → cần tính điện trở tương đương R trước
Ý nghĩa của định luật Ôm cho toàn mạch
Định luật Ôm cho toàn mạch giúp giải thích mối quan hệ giữa nguồn điện và dòng điện trong mạch kín, cụ thể:
- Khi suất điện động E tăng → dòng điện I tăng
- Khi điện trở mạch ngoài R tăng → dòng điện I giảm
- Khi điện trở trong r càng lớn → nguồn điện càng yếu, dòng điện giảm
Thực tế cho thấy: nguồn điện có điện trở trong càng nhỏ thì càng “mạnh” và hiệu quả hơn.
Phân biệt định luật Ôm cho đoạn mạch và cho toàn mạch
| Tiêu chí | Định luật Ôm cho đoạn mạch | Định luật Ôm cho toàn mạch |
|---|---|---|
| Phạm vi áp dụng | Đoạn mạch ngoài | Toàn bộ mạch kín |
| Công thức | ( I = \frac{U}{R} ) | ( I = \frac{E}{R + r} ) |
| Đại lượng sử dụng | Hiệu điện thế U | Suất điện động E |
| Có xét điện trở trong | Không | Có |
Lưu ý quan trọng: Khi bài toán có nguồn điện và mạch kín, bắt buộc dùng định luật Ôm cho toàn mạch.
>>> Xem thêm: D 2F Thấu Kính Hội Tụ Cho Ảnh Gì?
Các trường hợp đặc biệt của định luật Ôm cho toàn mạch
Trường hợp mạch ngoài hở
Khi mạch ngoài bị ngắt (R rất lớn):
I=0
→ Không có dòng điện chạy trong mạch, nguồn điện không sinh công.
Trường hợp đoản mạch
Khi hai cực nguồn nối trực tiếp với nhau (R = 0):
Imax = E/r
→ Dòng điện đạt giá trị lớn nhất, có thể gây nóng dây dẫn, hỏng nguồn.
Trường hợp nguồn điện lý tưởng
Nếu điện trở trong rất nhỏ (r ≈ 0):
I = E/ R
→ Khi đó, định luật Ôm cho toàn mạch gần giống định luật Ôm cho đoạn mạch.
Hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn
Khi mạch đang hoạt động:
U=E−Ir
→ Công thức này thường dùng trong các bài toán thực tế để tính điện áp nguồn khi có tải.
>>> Xem thêm: Gợi ý địa chỉ gia sư uy tín tại TPHCM
Bài tập định luật Ôm cho toàn mạch có lời giải
Bài tập 1: Dạng cơ bản
Một nguồn điện có suất điện động E = 12V, điện trở trong r = 1Ω, mắc với điện trở ngoài R = 5Ω.
Tính cường độ dòng điện trong mạch.
Lời giải:
I= E/R+r = 12 /5+1 =2A
Đáp án: I=2A
Bài tập 2: Tìm điện trở mạch ngoài
Nguồn điện có suất điện động 9V, điện trở trong 0,5Ω. Dòng điện chạy trong mạch là 3A.
Tính điện trở mạch ngoài.
Lời giải:
R= E/I −r= 9/3 −0,5=2,5Ω
Đáp án: R=2,5Ω
Bài tập 3: Dạng đoản mạch
Một nguồn điện có suất điện động 6V, điện trở trong 0,5Ω.
Tính cường độ dòng điện khi đoản mạch.
Lời giải:
I= E/r = 6/0,5 =12A
Nhận xét: Dòng điện rất lớn, không an toàn trong thực tế.
Định luật Ôm cho toàn mạch là kiến thức cốt lõi giúp học sinh hiểu rõ mối quan hệ giữa suất điện động, điện trở và cường độ dòng điện trong mạch kín. Thông qua các ví dụ và bài tập vận dụng The TutorX cung cấp học sinh có thể rèn luyện kỹ năng phân tích mạch điện và áp dụng linh hoạt định luật Ôm cho toàn mạch trong các dạng bài thi thực tế.
>>> Có thể bạn quan tâm: Dịch vụ gia sư lý lớp 10 chất lượng tại nhà
![[THỨ BẢY HÀNG TUẦN] THE TUTORX WORKSHOP: VẼ TRANH CANVAS - GAM MÀU HẠNH PHÚC](https://thetutorx.vn/thumbs/110x90/2024/website-workshop/website-workshop-1/thumb-workshop-ve-tranh-2.png)
