Hiệu điện thế là một trong những thành phần quan trọng của mạch điện. Vậy công thức tính hiệu điện thế như thế nào để xác định được giá trị của hiệu điện thế? Cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.
Nó chính là sự chênh lệch về điện thế giữa hai cực. Hay đơn giản, hiệu điện thế là công thực hiện được để di chuyển một hạt điện tích trong trường tĩnh điện, từ điểm này đến điểm kia. Hiệu điện thế có thể đại diện cho nguồn năng lượng (lực điện), hoặc sự mất đi, sử dụng, hoặc năng lượng lưu trữ (giảm thế).
Khi chuyển từ nơi có điện thế cao đến nơi có giá trị điện thế thấp hơn đồng thời sẽ tạo ra một điện trường có cùng hướng dịch chuyển.
Đây là một đại lượng vô hướng và có giá trị xác định. Nhưng giá trị xác định này sẽ không cố định mà sẽ phụ thuộc vào tính chất của đoạn mạch cũng như sự hao phí trong quá trình truyền tải.
Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng của điện trường về phương diện tạo ra thế năng khi đặt nó ở một diện tích q; được xác định bằng thương số của công, lực điện tác dụng lên điện tích q khi di chuyển từ M ra xa vô cực và độ lớn của P.
Điện trường là môi trường bao quanh điện tích, gắn liền với điện tích. Điện trường sẽ tác dụng lực lên các điện tích khác đặt trong nó. Nơi nào có điện tích thì xung quanh đều có điện trường.
Hiệu điện thế có ký hiệu đơn giản là U. Đơn vị đo hiệu điện thế là Vôn và có kí hiệu là V.
Ngoài sử dụng đơn vị đo vôn, người ta còn dùng các đại lượng nhỏ hơn như milivon (mV) hay lớn hơn như kilovon (kV) để đo hiệu điện thế.
Công thức quy đổi vôn với các đại lượng khác: 1mV = 0.001V; 1kV = 1000V,…
Hiệu điện thế của các nguồn điện khác nhau sẽ khác nhau, cụ thể:
- Ổ điện trong nhà có U =220V.
- Pin tròn có hiệu điện thế U = 1.5V.
- Ắc quy xe máy U = 9 hoặc 12V.
Tuy nhiên, ở một số quốc gia khác như Nhật Bản, ổ điện trong nhà có U = 110V.
Dưới đây là công thức tính hiệu điện thế cơ bản và công thức tính hiệu điện thế khác.
Hiệu điện thế cơ bản (dựa trên mối liên hệ giữa cường độ dòng điện I và điện trở R) có công thức tính là: U=I.R, trong đó:
- U là hiệu điện thế (V)
- I là cường độ dòng điện (A)
- R là điện trở của vật dẫn điện có giá trị không đổi (Ω)
Ví dụ:Trong mạch điện AB với cường độ dòng điện I = 12A có lắp điện trở R = 3 Ω. Vậy UAB bằng bao nhiêu?
Lời giải: UAB = I x R = 12 x 3 = 36 (V).
Ngoài ra, chúng ta còn có thể tính hiệu điện thế U thông qua giá trị công và điện tích.
Trong chương trình vật lý phổ thông, khi được tìm hiểu về điện tích cùng công thực hiện, chúng ta có công thức:
U = (A1-A2)/q = A12/q, trong đó:
- U là cường độ dòng điện (V).
- A1 và A2 là công dịch chuyển điện tích từ vị trí 1, vị trí 2 và vô cực (J).
- q là giá trị điện tích (C).
Ví dụ: Đoạn mạch BD có A1 = 40J, A2 = ½ A1 với điện tích q = 10C. Hỏi cường độ dòng điện của mạch là bao nhiêu?
Lời giải: A2 = ½ A1 = 20J.
UBD = (A1-A2)/q = (40-20)/10 = 2(V).
Bài viết trên đây đã đưa ra câu trả lời cho câu hỏi: Công thức tính hiệu điện thế. Ngoài ra còn cung cấp cho người đọc khái niệm, ký hiệu và một số vấn đề xung quanh hiệu điện thế. Mong rằng những thông tin trên sẽ hỗ trợ người đọc trong quá trình tham khảo tài liệu.
Tham khảo thêm bài viết: Công thức tính cường độ dòng điện
- lý thuyết
- trắc nghiệm
- hỏi đáp
- bài tập sgk
Hai điện trở 6Ω và 9Ω mắc nối tiếp. Tính hiệu điện thế của mỗi điện trở và hiệu điện thế của đoạn mạch mắc nối tiếp, biết rằng cường độ dòng điện trong mạch là 0,25A
Các câu hỏi tương tự
Động năng của vật phụ thuộc vào yếu tố nào? (Vật lý - Lớp 8)
2 trả lời
Điều nào sau đây là sai khi nói về chất lỏng (Vật lý - Lớp 10)
2 trả lời
Tìm khoảng vân của mỗi bức xạ (Vật lý - Lớp 12)
1 trả lời
Cho AB hình mũi tên (Vật lý - Lớp 9)
1 trả lời
Khi nào có công cơ học (Vật lý - Lớp 8)
3 trả lời
14:24:5912/07/2019
Vậy đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp thì Cường độ dòng điện và Hiệu điện thế trên đoạn mạch nối tiếp này được tính như thế nào? Chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới này.
I. Cường độ dòng điện và Hiệu điện thế trong đoạn mạch nối tiếp
1. Trong đoạn mạch gồm 2 bóng đèn mắc nối tiếp (nội dung Vật lý lớp 7) thì:
- Cường độ dòng điện (I) có giá trị như nhau tại mọi điểm: I=I1=I2
- Hiệu điện thế giữa (U) hai đầu đoạn mạch bằng tổng các hiệu điện thế trên mỗi bóng đèn: U=U1+U2.
2. Đoạn mạch gồm 2 điện trở mắc nối tiếp.
* Câu C1 trang 11 SGK Vật Lý 9: Quan sát sơ đồ mạch điện hình 4.1 (SGK), cho biết các điện trở R1, R2 và ampe kế được mắc với nhau như thế nào?
* Hướng dẫn giải Câu C1 trang 11 SGK Vật Lý 9:
- R1, R2 và Ampe kế được mắc nối tiếp với nhau.
* Câu C2 trang 11 SGK Vật Lý 9: Hãy chứng minh rằng, đối với đoạn mạch gồm hai điện trở R1, R2 mắc nối tiếp, hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó.
* Hướng dẫn giải Câu C2 trang 11 SGK Vật Lý 9:
- Ta có:
- Mặt khác, trong đoạn mạch nối tiếp, cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm: I = IR1 = IR2
⇒
II. Điện trở tương đương trong đoạn mạch nối tiếp
1. Điện trở tương đương
- Điện trở tương đương của một đoạn mạch gồm các điện trở là điện trở có thể thay thế cho đoạn mạch này, sao cho với cùng hiệu điện thế thì cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch vẫn có giá trị như trước.
2. Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch có 2 điện trở mắc nối tiếp
- Điện trở tương đương của đoạn mạch bằng tổng hai điện trở thành phần: Rtđ = R1 + R2
* Câu C3 trang 11 SGK Vật Lý 9: Hãy chứng minh công thức tính điện trở tương đương Rtđcủa đoạn mạch gồm hai điện trở R1, R2 mắc nối tiếp là Rtđ = R1 + R2.
* Hướng dẫn giải Câu C3 trang 11 SGK Vật Lý 9:
- Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp bằng tổng hai hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần: U = U1 + U2
- Ta có: U = U1+ U2 = I1.R1 + I2.R2 = I.(R1 + R2) (vì I = I1 = I2, tính chất đoạn mạch mắc nối tiếp)
- Mà U = I.Rtđ ⇒ I.(R1 + R2) = I.Rtđ
- Chia hai vế cho I ta được Rtđ = R1 + R2 (Đpcm).
• Lưu ý: Ampe kế, dây nối trong mạch thường có giá trị rất nhỏ so với điện trở của đoạn mạch cần đo cường độ dòng điện,nên ta có thể bỏ qua điện trở của ampe kế và dây nối khi tính điện trở của mạch mắc nối tiếp.
III. Vận dụng tính cường độ dòng điện, hiệu điện thế và điện trở trong mạch nối tiếp
* Câu C4 trang 12 SGK Vật Lý 9: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 4.2 (SGK).
- Khi công tắc K đóng, cầu chì bị đứt, hai đèn có hoạt động không? Vì sao?
- Khi công tắc K đóng, dây tóc bóng đèn Đ1 bị đứt, đèn Đ2 có hoạt động không? Vì sao?
* Hướng dẫn giải Câu C4 trang 12 SGK Vật Lý 9:
° Cả 3 trường hợp các Đèn đều không hoạt động vì:
- Khi công tắc K mở, hai đèn không hoạt động vì mạch hở, không có dòng điện chạy qua đèn.
- Khi công tắc K đóng, cầu chì bị đứt, hai đèn không hoạt động vì mạch hở, không có dòng điện chạy qua chúng.
- Khi công tắc K đóng, dây tóc bóng đèn Đ1 bị đứt thì đèn Đ2 không hoạt động vì mạch hở, không có dòng điện chạy qua nó.
* Câu C5 trang 12 SGK Vật Lý 9: a) Cho hai điện trở R1 = R2 = 20Ω được mắc như sơ đồ hình 4.3a (SGK)Tính điện trở tương đương của đoạn mạch đó.
b) Mắc thêm R3 = 20Ω vào đoạn mạch trên (hình 4.3b SGK) thì điện trở tương đương của đoạn mạch mới bằng bao nhiêu? So sánh điện trở đó với mỗi điện trở thành phần.
* Hướng dẫn giải Câu C5 trang 12 SGK Vật Lý 9:
a) Vì mạch mắc nối tiếp nên điện trở tương đương của đoạn mạch là:
RAB = R1 + R2 = 20 + 20 = 2.20 = 40Ω
b) Theo hình, điện trở R3 được mắc nối tiếp với R2 nên khi đó mạch điện mới gồm 3 điện trở mắc nối tiếp. Do đó, điện trở tương đương mới của đoạn mạch là:
RAC = R1 + R2 + R3 = RAB + R3 = 40 + 20 = 60 Ω
So sánh: RAC > R1, RAC > R2, RAC > R3
Hy vọng với bài viết về Cường độ dòng điện (I), Hiệu điện thế (U) và Điện trở (R) trong Mạch Điện Nối Tiếp ở trên giúp ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để HayHocHoi.Vn ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.
¤ Xem thêm các bài viết khác tại:
» Mục lục bài viết SGK Hóa 9 Lý thuyết và Bài tập
» Mục lục bài viết SGK Vật lý 9 Lý thuyết và Bài tập