Xem mẫu
- M¹ch ®iÖn dßng mét
chiÒu
- 1. Dßng ®iÖn kh«ng ®æi
1.1. B¶n chÊt dßng ®iÖn: dßng c¸c h¹t ®iÖn
chuyÓn ®éng cã h−íng, chiÒu cña h¹t
r
E
d−¬ng
+ -+
-e --
+
-- -e -+ e +
e
+ +
-- - -
+-
+e
-
I Trong dung Trong chÊt
Trong kim
khÝ
dÞch ®iÖn ph©n
lo¹i
Trong Chân không, chất bán dẫn ?
- 1.2. Nh÷ng ®¹i l−îng ®Æc tr−ng:
• C−êng ®é dßng ®iÖn= ®iÖn l−îng qua S/s
t t
dq
q = ∫ dq = ∫ Idt = It
I= 1C=1A.1s
dt 0 0
• VÐc t¬ mËt ®é dßng ®iÖn
r
J
M
tai ®iÓm M cã gèc t¹i M,
chiÒu chuyÓn ®éng h¹t dSn
rr
d−¬ng, gi¸ trÞ
dI = JdS n = JdS
dI
J= rr
A/m2
∫ ∫
I = dI = JdS
dS n
S S
- èng dßng ®iÖn: n0, |e|, v , dSn
r
v Sè h¹t ®iÖn ®i qua dSn trong
r
+
J mét ®¬n vÞ thêi gian:
+
dn = n 0 ( vdS n )
dSn
dI =| e | dn =| e | n 0 ( vdS n )
J = dI / dS n = n 0 | e | v
r r
J = n 0 ev
r r
Dßng nhiÒu lo¹i h¹t: J = ∑ n 0 i e i v i
i
- 1.3 §Þnh luËt Ohm ®èi víi mét ®o¹n m¹ch ®iÖn
trë thuÇn I=(V -V )/R
1 2
rB §é dÉn cña ®o¹n m¹ch:
A
rE g=1/R
I V • §iÖn trë vμ ®iÖn trë suÊt:
V1 > 2
R=(V1 -V2)/I R=ρl/Sn Thø nguyªn:Ω=V/A
Phô thuéc cña ®iÖn trë vμo nhiÖt ®é: α = ΔR
RΔT
RT=R0(1+α.ΔT). T¹i 20oC
ρ106Ωm α103K-1
RT §iÖn trë t¹i nhiÖt ®é T
Ag 0,016 3,8
R0 §iÖn trë t¹i nhiÖt ®é T0
Al 0,027 4,7
ΔT=T-T0.
Cu 0,017 3,9
- • D¹ng vi ph©n ®Þnh luËt V+dV
V r
Ohm
r E dSn
J
dI=[V-(V+dV)]/R=-dV/R
R=ρdl/dSn dl
dI 1 dV J = σE
J= = (− )
dS n ρ dl r r
J = σE
T¹i mét ®iÓm bÊt k× cã dßng ®iÖn ch¹y qua vÐc
t¬ mËt ®é dßng ®iÖn tû lÖ víi vÐct¬ c−êng ®é
®iÖn tr−êng t¹i ®iÓm ®ã.
- 2. M¹ch ®iÖn mét chiÒu
-
2.1. SuÊt ®iÖn ®éng
C+
-
• Nguån ®iÖn: Duy tr× cùc
-
d−¬ng, ©m +
→ §Èy ®iÖn tÝch ©m tõ cùc
d−¬ng sang cùc ©m vμ
®Èy ®iÖn tÝch d−¬ng tõ cùc ©m sang cùc d−¬ng.
§©y kh«ng ph¶i lùc tÜnh ®iÖn!
=>Lùc l¹ ®Èy ®iÖn tÝch trong nguån: T−¬ng t¸c
ph©n tö, c¶m øng ®iÖn tõ, lùc ®iÖn tõ => Tr−êng
l¹
- • SuÊt ®iÖn ®éng cña nguån ®iÖn:
lμ ®¹i l−îng cã gi¸ trÞ b»ng c«ng cña lùc
®iÖn tr−êng dÞch chuyÓn ®iÖn tÝch +1 mét
vßng quanh m¹ch kÝn cña nguån ®ã.
∫
r r* r
ζ = A/q A = q(E + E )ds
r C
E VÐc t¬ c−êng ®é tr−êng tÜnh ®iÖn
r*
E VÐc t¬ c−êng ®é ®iÖn tr−êng l¹
rr r* r rr
ζ = A / q = ∫ Ed s + ∫ E d s
∫ Ed s = 0
C C C
- SuÊt ®iÖn ®éng cña nguån ®iÖn: lμ ®¹i
l−îng cã gi¸ trÞ b»ng c«ng cña lùc ®iÖn
tr−êng l¹ dÞch chuyÓn ®iÖn tÝch +1 mét
vßng quanh m¹ch kÝn cña nguån ®ã.
r* r
² SuÊt ®iÖn ®éng cña nguån ζ = ∫ E d s
®iÖn =L−u sè cña tr−êng l¹ C
- +
Trong pin t¹i bÒ mÆt ®iÖn
cùc cã hiÖu thÕ nh¶y vät:
v
S§§ trong pin=tæng c¸c
ΔV
hiÖu ®iÖn thÕ nh¶y vät ΔV ΔV
- 2. 2 §Þnh luËt Kirchhoff
§Þnh luËt: Tæng hiÖu ®iÖn thÕ cña toμn m¹ch
∑kÝn V = M¹ch kÝn i = 0
∑U
Δ
kÝn b»ng kh«ng
M¹ch
HiÖu ®iÖn thÕ=sù thay ®æi ®iÖn thÕ tõ
®iÓm nμy tíi ®iÓm kia
• Nguån:
ChiÒu dÞch chuyÓn ChiÒu dÞch chuyÓn
a b
-+ a b
-+
Uab=Vb-Va=+ζ Uba=Va-Vb=-ζ
• Tô
a b a b
-+ -+
Uab= Vb-Va=+ Q/C Uba= Va-Vb=- Q/C
- • §iÖn trë
a
a b
b I R
I R
Uba= Va-Vb=+IR
Uab= Vb-Va=-IR
• M¹ch:
U1 U2
I3
I1
§Þnh luËt Kirchhoff
U3
U7 ®èi víi tæng hiÖu ®iÖn
U4
thÕ trªn toμn m¹ch kÝn
I2 I4
U6 U5
-U1- U2- U3+ U4+ U5+U6+U7 =0
- ξ1- Ir1- Ir2- ξ2- IR3-IR4=0
ThÝ dô: R3=3Ω
r2=0,1Ω
r1=0,4Ω
ξ2=6V
I= (ξ1- ξ2 )/(r1+r2+R3+R4)
-+
+-
ξ1=12V
=6V/13,5 Ω ≈ 0,4A
I R4=10Ω
V
R3
r1
ξ 1+ r2
-
ξ 2+
R4 -
- §Þnh luËt Kirchhoff vÒ tæng dßng ®iÖn ®èi víi
nót m¹ch: Tæng dßng ®iÖn t¹i mét nót m¹ch
I2 b»ng kh«ng.
I1
I3 LÊy chiÒu vμo nót lμ chiÒu d−¬ng:
O
∑I
− I1 − I 2 + I 3 − I 4 + I 5 = =0
i
I5 I4 i t¹iO
2.T×m dßng trong m¹ch:
Bμi tËp: 1. TÝnh R3
ξ1=6V;ξ2=12V
I3=0.1A + - +-
R1=5Ω R2=20Ω
R2=10Ω
ξ2=6V
+-
ξ1=3V
-+
I3 R
R3 =80Ω
3
R1=100Ω
- M¹ch RC: • §ãng kho¸ K, tô C ®−îc n¹p
t=0 R Khi ®· b·o hoμ:
ζ=Q0/C
+
ζ C Khi ®ang n¹p, ¸p dông
-
®Þnh luËt Kirchhoff:
Q
ζ − IR − = 0
C
dQ
dQ Q = dt
RC
ζ−R − =0
Cζ − Q
dt C
t t
−
dQ ζ −
Q = Cζ(1 − e )
RC
I= =e RC
dt R
- • Quy luËt thay ®æi dßng I
ζ
trong m¹ch khi n¹p ®iÖn Dßng gi¶m khi
R tô ®−îc n¹p
cho tô:
ζ
t
ζ − RC 0,37
I= e R
R t
τ=RC
Q ®iÖn tÝch t¨ng
• Quy luËt thay ®æi ®iÖn khi tô n¹p
tÝch trªn b¶n tô khi n¹p 0,95Cζ
0,63Cζ
®iªn cho tô:
t
τ=3RC
−
Q = Cζ(1 − e ) t
RC
τ=RC
- • Tô phãng ®iÖn qua ®iÖn trë cña m¹ch
R
¸p dông ®Þnh luËt Kirchhoff cho
I
+ + m¹ch kÝn
Q
- -C dQ
− IR + = 0 I=−
C dt
dQ Q
+ =0
dQ dt dt RC
=−
I
Q RC
§iÖn tÝch gi¶m khi
Q0
t
− tô phãng ®iÖn
Q = Q 0e RC
0,37Q 0
t
Q0
dQ −
t
I= =− e RC
τ=RC
dt RC
- • N¨ng l−îng cña m¹ch RC:
N¨ng l−îng toμn phÇn do pin cung cÊp:
Theo ®Þnh nghÜa suÊt ®iÖn ®éng:
Wpin = ζ.(Cζ ) = Cζ 2
ζ=A/Q0 ; Wpin=A; Q0= Cζ
N¨ng l−îng n¹p vμo tô: WC = Cζ
2
2
N¨ng l−îng to¶ trªn ®iÖn trë:
∞ 2∞ 2t
ζ −
WR = ∫ I Rdt = ∫e
2
dt
RC
R 0
0
Cζ
2t 2
ζ 2
RC −
=
∞
= (− e )|
RC
0
R 2 2
Wpin = WC + QR
- Bμi tËp: 1. TÝnh R3 Víi I3=0.1A theo 2 chiÒu
R1=5Ω R2=20Ω
ξ2=6V
+-
ξ1=3V
-+
I3 R
3
- 2.T×m dßng trong m¹ch:
I1=I2+I3
ξ1=6V;ξ2=12V
+ - +- I 2 R 2 + ( I 2 + I 3 ) R 1 − ζ1 = 0
R2=10Ω
− ζ 2 + I3R 3 − I 2 R 2 = 0
R3 =80Ω ζ 2 + I2R 2
R1=100Ω I2
I3 =
R3
I1 I3
R1
I 2 (R 2 + R 1 ) + (I 2 R 2 + ζ 2 ) − ζ1 = 0
R3
− ζ 2 R 1 + ζ1
I2 = =0
R 1R 2 + R 3 R 1 + R 3 R 2
nguon tai.lieu . vn
