Công thức định luật Ôm và phương pháp giải bài tập có lời giải

Có thể nói định luật Ôm là một trong những kiến ​​thức vật lý quan trọng được áp dụng rất nhiều trong chương trình học từ THCS đến THPT. Do đó, bạn cần hiểu rõ lý thuyết. Định luật Ohm là gì?? Công thức định luật Ohm Chỉ khi đó bạn mới có thể giải quyết các vấn đề một cách chính xác. Tất cả sẽ được trường THPT CHUYÊN LÂM SƠN hướng dẫn chi tiết trong bài viết dưới đây

Luật ôm là gì?

Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây dẫn.

Định luật Ohm, được đặt theo tên của nhà vật lý người Đức, Georg Ohm, được xuất bản trong một bài báo năm 1827, mô tả các phép đo điện áp và cường độ dòng điện qua một mạch điện đơn giản gồm nhiều dây dẫn có độ phân giải cao. độ dài khác nhau, Ông đã trình bày một phương trình phức tạp hơn một chút so với ở trên để giải thích kết quả thí nghiệm của mình. Phương trình trên là một dạng hiện đại của định luật Ohm.

Công thức định luật Ohm

I = U / R

Trong đó:

• I là cường độ dòng điện qua vật dẫn (A).
• V là điện áp trên dây dẫn (V),
• R là điện trở (Ω)

Theo định luật Ôm, điện trở R không phụ thuộc vào cường độ dòng điện và R luôn là một hằng số.

Tìm hiểu thêm:

Định luật Ôm cho toàn mạch

Từ kết quả trên ta thấy: U (N) = U0 – aI = E – aI

Với U (N) = UAB = I. R (N) được gọi là độ giảm của điện thế mạch ngoài.

Ta thấy: a = r là điện trở trong của nguồn điện.

Do đó: E = I x [R(N) + r] = I. R (N) + Ir

Vậy: Suất điện động bằng tổng các hiệu điện thế ở mạch ngoài và mạch trong.

Từ hệ thống

Chúng ta có:_{U (N) = I. R (N) = E – Nó} I = E / R

ĐÀN BÀ + r

Kết luận:

Định luật Ôm đối với toàn mạch: cường độ dòng điện chạy trong mạch kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với tổng trở của đoạn mạch đó.

Hiện tượng ngắn mạch

Dòng điện trong mạch kín đạt giá trị cực đại khi R (N) = 0.
Khi đó chúng ta nói rằng nguồn điện bị ngắn mạch và I = E / r
Định luật Ôm cho toàn mạch và định luật bảo toàn, chuyển hóa cơ năng^{Công của nguồn điện sinh ra trong thời gian t: A = EIt (**)} Nhiệt lượng tỏa ra trong toàn mạch: Q = (RN + r) x I

2

xt (***)_{Theo định luật bảo toàn cơ năng thì A = Q nên từ (**) và (***) ta suy ra}I = E / R

ĐÀN BÀ

+ r

Như vậy, định luật Ôm đối với toàn mạch hoàn toàn phù hợp với định luật bảo toàn và chuyển hóa cơ năng

Công thức tính hiệu suất của nguồn điện:

cong-thuc-dinh-luat-om-2_{(ACI = Công khai hữu ích)}Nếu mạch ngoài chỉ có điện trở RN: H = R_{ĐÀN BÀ} / RẺ

ĐÀN BÀ

+ r

Ví dụ 1: Trên hình 2.1, vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế của ba dây dẫn khác nhau.

cong-thuc-tinh-dinh-luat-om-3

a) Từ đồ thị, hãy xác định giá trị cường độ dòng điện chạy qua mỗi dây dẫn khi hiệu điện thế giữa hai dây dẫn là 3V.

b) Vật dẫn nào có điện trở lớn nhất? Nhỏ nhất? Giải thích theo ba cách khác nhau.

Câu trả lời_{a) Từ đồ thị, khi U = 3V thì:} tôi_{đầu tiên} = 5mA và R

đầu tiên_{= 600Ω} tôi₂ = 2mA và R

2_{= 1500Ω} tôi₃ = 1mA và R

3

= 3000Ω

b) Ba cách xác định điện trở cực đại và cực tiểu là:

Cách 1: Từ kết quả tính được ở trên ta thấy dây dẫn 3 có điện trở lớn nhất, dây dẫn 1 có điện trở nhỏ nhất.

Cách 2. Từ đồ thị không cần tính, ở cùng một hiệu điện thế, dây dẫn nào cho dòng điện chạy qua có cường độ lớn nhất thì điện trở của dây dẫn đó nhỏ nhất. Ngược lại, dây dẫn nào cho dòng điện chạy qua có độ lớn nhỏ nhất thì dây dẫn đó có điện trở lớn nhất.

Cách 3: Nhìn vào đồ thị, khi cường độ dòng điện chạy qua điện trở có giá trị như nhau thì hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở nào lớn nhất thì điện trở đó có giá trị lớn nhất.

Ví dụ 2: Đặt nguồn điện một chiều có hiệu điện thế U = 3,6V vào hai đầu một điện trở có R = 6Ω. Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch.

Câu trả lời:

Áp dụng công thức định luật Ôm
I = U / R = 3,6: 6 = 0,6 A

Ví dụ 3: Một nguồn điện có điện trở trong 0,1Ω được mắc với điện trở 4,8Ω thành mạch kín. Khi đó hiệu điện thế giữa hai đầu của nguồn điện là 12V. Tính suất điện động của nguồn và cường độ dòng điện trong mạch.

Câu trả lời

Điện áp mạch ngoài (hiệu điện thế giữa hai đầu của nguồn điện)

U = IR I = U / R = 2,5 A

Vâng một lần nữa

I = E / R + r ⇒ E = I (R + r) = 12,25 V

Ví dụ 4: Cho điện trở R = 15

a) Khi mắc điện trở này vào hiệu điện thế 6V thì cường độ dòng điện chạy qua nó là bao nhiêu?

b) Muốn cường độ dòng điện chạy qua điện trở thêm 0,3A so với trường hợp trên thì hiệu điện thế đặt vào hai đầu điện trở khi đó bằng bao nhiêu?

Câu trả lời

Cường độ dòng điện qua điện trở là:

I = U / R = 6/15 = 0,4A

Cường độ dòng điện tăng 0,3A tức là I = 0,7A

Khi đó hiệu điện thế là:

U = I x R = 0,7 x 15 = 10,5V

Ví dụ 5: Giữa hai đầu một điện trở R1 = 20Ω có hiệu điện thế U = 3,2V.

Một. Tính cường độ dòng điện I1 đi qua điện trở này khi đó.

b. Giữ nguyên hiệu điện thế U đã cho ở trên, thay điện trở R1 bằng điện trở R2 sao cho dòng điện đi qua R2 có độ lớn I2 = 0,8I1. Tính R2

Câu trả lời_{Một. Dòng điện qua điện trở} tôi_{đầu tiên} = U / R

đầu tiên_{= 3,2 / 20 = 0,16 A} b. Chúng tôi có: Tôi₂ = 0,8I

đầu tiên_{= 0,8 x 0,16 = 0,128A} RẺ₂ = U / I

2