Công thức suất điện động là một trong các loại bí quyết Vật lý cần thiết. Chúng thường bắt gặp trong các đề thi, đề kiểm gia giữa giờ trong chương trình học Vật lý lớp 11 và cả thi Đại Học. Và để giúp cho bạn đọc một lần nữa hiểu rõ lại, nắm chắc kiến thức ảnh hưởng đến “suất điện động”. Chúng tôi sẽ tổng hợp và chia sẻ lại tất tần tật các nội dung kiến thức xoay quanh trong phạm vi bài viết sau đây.
Định nghĩa suất điện động
– Có khả năng ghép nhiều nguồn thành bộ (bộ nguồn điện) theo một trong các cách phía dưới
Bạn đang xem: Công thức suất điện động và điện trở nguồn điện | Vật lý 11
– Bộ nguồn nối tiếp là bộ nguồn gồm các nguồn được ghép nối tiếp với nhau, cực âm của nguồn điện trước được nối với cực dương của nguồn điện tiếp sau để thành một dãy liên tiếp như kế hoạch sau:
Hoặc
+ Suất điện động của bộ nguồn ghép tiếp nối bằng tổng các suất điện động của các nguồn có trong bộ. Ξb = ξ1 + ξ2 + ξ3 +….+ξn
+ Điện trở trong rb của bộ nguồn ghép nối tiếp bằng tổng các điện trở trong của các nguồn có trong bộ. Rb = r1 + r2 + … + rn.
+ Bộ nguồn song song là bộ nguồn gồm n nguồn điện giống nhau được ghép song song với nhau, trong đó nối cực dương của các nguồn vào cùng một điểm A và nối cực âm của các nguồn vào cùng một điểm B như sau:
Lúc đó suất điện động của bộ nguồn bằng suất điện động ξ của mỗi nguồn và điện trở trong rb của bộ nguồn ghép song song nhỏ hơn n lần đối với điện trở trong của mỗi nguồn. Công thức suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn là:
Ký hiệu và đơn vị công thức suất điện động
- Suất điện động được ký hiệu theo chương trình học: Chữ “e” thường, không phải e hoa.
- đơn vị tính e thường là Vôn.
Công thức suất điện động – đơn vị đo
Độ lớn suất điện động công thức tính độ tự cảm lớp 12:
Trong đó:
- etc – Suất điện động tự cảm (V).
- L – Hệ số tự cảm được tính bằng cơ quan Henry (H).
- Tốc độ biến thiên cường độ cái điện được tính bằng cơ quan ampe trên giây (A/s).
- ∆i – độ biến thiên cường độ loại điện, được tính bằng độ biến thiên cường độ i2 – i1 và sở hữu cơ quan là ampe (A).
- ∆t – tổng thời gian cái điện biến thiên và được tính bằng đơn vị giây (s).
- Dấu “-” diễn đạt định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng bởi ∆i . bởi vậy, lúc chỉ xét đế độ lớn suất điện động công thức tính độ tự cảm
sẽ thu thập giá trị độ lớn ∆i (loại bỏ dấu thành quả âm).
Công thức suất điện động liên quan:
Công thức suất điện động liên quan hệ số tự cảm của suất điện động sau đây thiết yếu khiến bài tập hoặc giải những câu tự luận/trắc nghiệm.
Bí quyết 1:
Trong đó:
- L – hệ số tự cảm của ống dây.
- N – số vòng dây.
- l – chiều dài ống dây được tính bằng cơ quan mét (m);
- S – diện tích tiết diện của ống dây được tính bằng cơ quan vị mét vuông (m2).
Công thức suất điện động 2:
Trong đó:
- n = công thức tính suất điện động tự cảm hay quan trọng là số vòng dây trên mỗi cơ quan chiều dài ống dây, mang cơ quan m-1;
- V = S.l là thể tích của ống dây, với cơ quan m2.
Bí quyết tính công thức suất điện động cảm ứng
công thức định tính suất điện động cảm ứng sẽ dựa trên định luật Faraday dành cái điện cảm ứng.
Công thức suất điện động cảm ứng:
Độ lớn:
Trong đó:
- ec là suất điện động cảm ứng tính bằng Vôn (V).
- ∆Φ = Φ2 – Φ1 là độ biến thiên từ thông tính bằng đơn vị Vê be (Wb);
- ∆t là khoảng thời kì trong khoảng thông biến thiên tư bằng giây (s).
Được chứng minh:
- Tính lực từ tác dụng vào mạch: ΔA=i.Δϕ (ΔA – lực trong khoảng, i – cường độ cái điện cảm ứng).
- Định luật Len-xơ: ΔA′=−ΔA=−i.Δϕ (*). Tính giá trị phần nâng cao năng lượng bên ngoài đã cung cấp cho mạch: ΔA′=ec.i.Δt (**).
- Sau đấy, trong khoảng bí quyết (* & **), con người sẽ sở hữu bí quyết định luật Faraday. những mối quan hệ này có thể được chúng tôi giới thiệu kỹ ở phần 4 cuối bài.
Công thức tính suất điện động của nguồn điện
Công thức suất điện động nguồn nối tiếp nhau.
Công thức: ξb = ξ1 +ξ2 + ξ3 +…+ξn
Và tổng điện trả trong nguồn điện: rb = r1 + r2 + r3 +…+ rn.
Trong đó:
- ξb – Tổng suất điện động của bộ nguồn được tính cơ quan Vôn (V).
- ξ1- ξn – suất điện động của mỗi nguồn tương ứng, đơn vị Vôn.
- rb – Tổng điện trở tính cơ quan ấp ủ (Ω).
- r1-rn – điện trở trong của mỗi nguồn, đơn vị ấp ôm.
- n – số dãy nối tiếp.
Công thức tính suất điện động nguồn mắc song song.
Công thức: ξb = ξ
Và điện trở nguồn: rb = r/n.
Trong đó:
- ξb – Tổng suất điện động của bộ nguồn được tính đơn vị Vôn (V).
- ξ – suất điện động của mỗi nguồn tương ứng, cơ quan Vôn.
- rb – Tổng điện trở tính cơ quan ôm (Ω).
- r – điện trở trong của mỗi nguồn, đơn vị ấp ôm.
- n – số dãy nối cùng lúc.
Bí quyết tính suất điện động nguồn mắc tiếp nối và cùng lúc.
Công thức: ξb = mξ
Và điện trở nguồn: rb = mr/n
Trong đó:
- ξb – Tổng suất điện động của bộ nguồn được tính cơ quan Vôn (V).
- ξ – suất điện động của mỗi nguồn tương ứng, đơn vị Vôn.
- rb – Tổng điện trở được tính đơn vị ôm (Ω).
- r – điện trở trong của mỗi nguồn, đơn vị ôm ấp.
- n – số dãy nối song song.
- m- số dãy nối tiếp.
Mối quan hệ giữa công thức suất điện động và định luật Jun Len-xơ
1 trong các nghi vấn thường ra đề trắc nghiệm cũng như câu hỏi mang tính lầm lẫn cao: những mối quan hệ giữa công thức suất điện động và định luật Jun Len-xơ là gì trong Vật lý 11.
Trước tiên, bạn buộc phải tổng hợp hai hai bí quyết về hai định luật này về cộng mẫu dành cho công thức suất điện động cảm ứng.
- Định luật Faraday tính công thức suất điện động:
- Định luật Jun Len-xơ (Len-xơ) suất điện động: ΔA′=−ΔA=−i.Δϕ
Trong đó, Δϕ = ϕ2 – ϕ1.
Trường hợp 1: Nếu như ϕ nâng cao, tức ϕ2 – ϕ1 > 0.
- Định luật Faraday: Δϕ > 0 => ec < 0.
- Định luật Lenxơ: ΔA′ sở hữu dấu “-” => ΔA sở hữu dấu “+” mô tả chiều suất điện động cảm ứng xuất phát từ cực dương -> cực âm nên ngược chiều sở hữu mạch kín xuất phát từ cực âm -> cực dương.
Trường hợp 2: Nếu như ϕ giảm, tức ϕ2 – ϕ1 < 0.
- Định luật Faraday: Δϕ < 0 => ec > 0.
- Định luật Len-xơ: ΔA′ có dấu “+” => ΔA mang dấu “-” trình bày chiều suất điện động cảm ứng bắt đầu từ cực âm -> cực dương, cộng chiều mang mạch kín luôn luôn xuất phát từ cực âm -> cực dương.
Có phương pháp ghi nhớ ngày. Bạn có thể xác định rõ câu hỏi: mối quan hệ giữa công thức suất điện động và định luật Jun Len-xơ là gì? Bạn hãy chọn các đáp án có ec so với 0 và chiều suất điện động cùng/ngược sở hữu chiều của mạch ổn mang giá trị ban sơ của “ϕ”.
Định luật Faraday
Định luật Faraday được phát triển bởi nhà vật lý và hoá học Michael Faraday nên lấy tên của ông đặt cho định luật này. Một điều thú vị là nhà khoa học Joseph Henry cũng nghiên cứu độc lập và nói ra bí quyết định luật cùng vào năm 1831.
Theo một phiên bản phổ biến cụ thể luật Faraday suất điện động cảm ứng trong một mạch kín bất kỳ:
- tỷ lệ với tốc độ biến thiên từ thông Δϕ qua mạch kín.
- Được tính trong một khoảng thời gian nhất định Δt có sự di chuyển của mạch.
- Chiều dòng điện phụ thuộc vào sự tăng/giảm của từ thông Δϕ qua mạch điện kín.
Có một lưu ý nhỏ, bạn đọc đừng nhầm lẫn giữa định luật Faraday dành cho điện phân căn bản (công thức m = k.q) và định luật Faraday kể trên. cho dù cùng nhà khoa học Michael Faraday khám phá ra tuy nhiên là vào năm 1833, sau 2 năm khi Michael Faraday tìm ra định luật suất điện động cảm ứng.
Công thức suất điện động mở rộng
Có khả năng tích hợp hai cách mắc nguồn điện song song và nối tiếp thành bộ nguồn hỗn hợp đối xứng. Bộ nguồn hỗn hợp đối xứng gồm n dãy ghép song song, mỗi dãy gồm m nguồn điện giống nhau ghép tiếp nối như sơ đồ sau
Xem thêm: Công thức phép quay hay & chi tiết nhất | Toán học lớp 11
Công thức suất điện động và điện trở trong của công thức tính công của nguồn điện trong thời gian t được tính bằng công thứchỗn hợp đối xứng là
Trong đó:
+ m là số nguồn trên một dãy nối tiếp, n là số dãy song song.
+ ξb là suất điện động của bộ nguồn, có cơ quan vôn (V);
Xem thêm : Vòng tròn lượng giác: Công thức và bài tập áp dụng chi tiết
+ ξ là suất điện động của mỗi nguồn, có cơ quan vôn (V);
+ rb là điện trở trong của bộ nguồn, có cơ quan ôm (Ω);
+ r là điện trở trong của mỗi nguồn, có đơn vị ôm (Ω);
Bài tập minh họa công thức tính suất điện
Bài 1: Hai nguồn điện giống nhau, mỗi nguồn có công thức suất điện động 1,5V và điện trở trong 0,5 Ω được mắc với một điện trở 2Ω thành kế hoạch mạch điện như sau:
a) Tính công thức suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn
b) Tính cường độ dòng điện trong mạch.
Bài giải:
a) kế hoạch cho thấy hai nguồn mắc nối tiếp, suất điện động và Một nguồn điện có điện trở trong 0 1 của bộ nguồn là:
ξb = 2ξ = 2.1,5 = 3 (V); rb = 2 r = 2.0,5 = 1(Ω)
b) sử dụng định luật Ôm cho toàn mạch
Bài 2: Có tám nguồn điện cùng loại với cùng suất điện động ξ = 1,5 V và điện trở trong r = 1 Ω. Mắc các nguồn này thành bộ hỗn hợp đối xứng gồm hai dãy song song để thắp sáng bóng đèn loại 6V – 6W. coi như bóng đèn có điện trở như khi sáng thông thường.
a) Vẽ kế hoạch mạch điện kín gồm bộ nguồn và bóng đèn ở mạch ngoài.
b) Tính cường độ dòng điện I qua bóng đèn và công thức tính công suất điện
tiêu thụ của đèn lúc đó.
Bài giải:
a) sơ đồ mạch:
b) Công thức suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn
Eb = 4e = 6 (V) ; rb = 
= 2r = 2 (W)
Điện trở của bóng đèn
RĐ = 
= 6 (W) = RN
Cường độ dòng điện chạy qua đèn
I = 
= 0,75 (A)
Công thức tính công suất của nguồn điện
của bóng đèn khi đó
PĐ = I2RĐ = 0,752.6 = 3,375 (W)
Nhận xét: lúc đó đèn sáng yếu hơn thông thường.
Kết luận
Tương tự chúng tôi đã giới thiệu tới độc giả các tri thức đầy đủ nhất về công thức suất điện động và các định luật thường gặp như Len-xơ, Faraday. hy vọng bài content này sẽ phần nào bổ sung tri thức còn thiếu cho bạn. cũng như trả lời các “điểm khó”” trong việc kết liên các định luật với nhau. Qua đấy, bạn vững kiến thức hơn, tránh các lỗi sai hoặc câu hỏi/đáp án “mồi” về bí quyết tính công thức suất điện độngcó thể với trong bài thi. Hãy truy cập Thcsmacdinhchi.edu.vn để biết thêm nhiều thông tin mới về các công thức các bộ môn nhé!
Nguồn: https://thcsmacdinhchi.edu.vn
Danh mục: Vật Lý
