by Cho mạch điện như sơ đồ hình vẽ, trong đó suất điện động và điện trở trong của các nguồn điện tương ứng là \({\xi _1} = 3V;{r_1} = 2\Omega ;{\xi _2} = 6V,{r_2} = 4\Omega .\)
Các đèn của mạch ngoài cùng loại \(\left( {48V – 48W} \right)\).
a) Tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn ?
b)Tính điện trở của mỗi đèn?
c)Tính suất điện động tiêu thụ của mạch ngoài? Các đèn sáng như thế nào?
d)Tính hiệu suất của nguồn 1?
Phương pháp giải:
– Áp dụng công thức tính suất điện động và điện trở của bộ nguồn mắc nối tiếp:
\({\xi _b} = {\xi _1} + {\xi _2} + … + {\xi _n};{r_b} = {r_1} + {r_2} + … + {r_n}\)
– Định luật Ohm cho toàn mạch \(I = \frac{{{\xi _b}}}{{{R_n} + {r_b}}}\)
– Điều kiện để các đèn sáng bính thường \(I = {I_{hd}}\)
Hướng dẫn
a. Vì bộ nguồn gồm hai nguồn điện mắc nối tiếp nên suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn được xác định như sau
b. Vì hai đèn giống hệt nhau nên điện trở của hai đèn là như nhau và được xác định bởi biểu thức sau:
\(R = \frac{{{U^2}}}{P} = \frac{{{{48}^2}}}{{48}} = 48\Omega \)
c. Vì hai đèn mắc song song nên điện trở của mạch ngoài là :
\({R_n} = \frac{{{R_{D1}}.{R_{D2}}}}{{{R_{D1}} + {R_{D2}}}} = \frac{{48.48}}{{48 + 48}} = 24\Omega \)
cường độ dòng điện chạy trong mạch là:
\(I = \frac{{{\xi _b}}}{{{R_n} + {r_b}}} = \frac{9}{{24 + 6}} = 0,3A\)
→ Suất điện động tiêu thụ mạch ngoài là:
\({U_n} = \xi – I.{r_b} = 9 – 0,3.6 = 7,2V\)
→ Cường độ dòng điện qua mỗi đèn là 0,15A
Cường độ dòng điện hiệu dụng chạy qua mối bóng đèn là:
\({I_{hd}} = \frac{P}{U} = \frac{{48}}{{48}} = 1A\)
→ Đèn sáng tối hơn
d. Hiệu suất của nguồn 1 là:
\(H = \frac{U}{{{\xi _b}}} = \frac{{7,2}}{9}.100\% = 80\% \)
