BÀI 4: ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP

1. Tóm tắt lý thuyết

1.1. Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch nối tiếp

- Cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm I =I₁= I₂

- Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng hiệu điện thế trên mỗi đèn \[U={{U}_{1}}+{{U}_{2}}\]

- Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp

1.2. Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp

1.2.1. 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

1.2.2. Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp

Điện trở tương đương của đoạn mạch bằng tổng hai điện trở thành phần

Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó:

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

Bài tập minh họa

Bài 1.

Ba điện trở có các giá trị là 10Ω, 20Ω, 30Ω. Có thể mắc các điện trở này như thế nào vào mạch có hiệu điện thế 12V để dòng điện trong mạch có cường độ 0,4A? Vẽ sơ đồ các cách mắc đó.

Hướng dẫn giải:

Điện trở của đoạn mạch là

Suy ra có hai cách mắc các điện trở đó vào mạch.

Cách 1: Trong mạch chỉ có điện trở 30Ω. (hình 4.2a)
Cách 2: Trong mạch mắc hai điện trở 10 Ω và 20 Ω nối tiếp nhau (hình 4.2b)

Bài 2.

Cho hai điện trở, R₁=20Ω chịu được dòng điện có cường độ tối đa 2A và R₂=40Ω chịu được dòng điện có cường độ tối đa 1,5A. Hiệu điện thế tối đa có thể đặt vào hai đầu đoạn mạch gồm R₁ nối tiếp với R₂

Hướng dẫn giải:

Khi R₁, R₂ mắc nối tiếp thì dòng điện chạy qua hai điện trở có cùng cường độ.

Do đó mạch này chỉ chịu được cường độ dòng điện tối đa là 1,5 A.

Vậy hiệu điện thế tối đa là U = I.(R₁+R₂)= 1,5(20+40) = 90 V.

Bài 3Cho hai điện trở, R1 = 20Ω chịu được dòng điện có cường độ tối đa 2A và R2 = 40Ω chịu được dòng điện có cường độ tối đa 1,5A. Hiệu điện thế tối đa có thể đặt vào hai đầu đoạn mạch gồm R1 nối tiếp với R2 là:

A. 210V B. 120V C. 90V D. 100V

Hướng dẫn giải

Khi R1, R2 mắc nối tiếp thì dòng điện chạy qua hai điện trở có cùng cường độ. Do đó mạch này chỉ chịu được cường độ dòng điện tối đa là 1,5 A. Vậy hiệu điện thế tối đa là (U = 1,5(20+40) = 90 V

Đáp án: C

Bài 4 Ba điện trở R1=5Ω, R2=10Ω, R3=15Ω được mắc nối tiếp nhau vào hiệu điện thế 12V.

a. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.
b. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu một điện trở.

Hướng dẫn giải

a. Rtđ = 30Ω.
b. I = 0,4 A, suy ra U1 = 2 V; U2 = 4 V; U3 = 6 V

Bài 5: Đặt hiệu điện thế U = 12V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R1=40Ω và R2 = 80Ω mắc nối tiếp. Hỏi cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch này là bao nhiêu?

A. 0,1A B. 0,15A C. 0,45A D. 0,3A

Đáp án :A

Bài 6: Một đoạn mạch gồm hai điện trở R1 và R2=1,5R1 mắc nối tiếp với nhau. Cho dòng điện chạy qua đoạn mạch này thì thấy hiệu điện thế R1 là 3V. Hỏi hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là bao nhiêu?

A. 1,5V B. 3V C. 4,5V D. 7,5V

Đáp án : D

Bài 7:Phát biểu nào dưới đây không đúng đối với đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp?

A. Cường độ dòng điện là như nhau tại mọi vị trí của đoạn mạch.
B. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng các hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở mắc trong đoạn mạch.
C. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở mắc trong đoạn mạch.

D. Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở mắc trong đoạn mạch tỉ lệ thuận với điện trở đó.

Đáp án C

Bài 8: Đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp là đoạn mạch không có đặc điểm nào dưới đây?
A. Đoạn mạch có những điểm nối chung của nhiều điện trở.
B. Đoạn mạch có những điểm nối chung chỉ của hai điện trở.
C. Dòng điện chạy qua các điện trở của đoạn mạch có cùng cường độ.
D. Đoạn mạch có những điện trở mắc liên tiếp với nhau và không có mạch rẽ.

Đáp án A

Bài 9: Đặt một hiệu điện thế U = 6V vào hai đầu đoạn mạch gồm 3 điện trở R1 = 3Ω, R2 = 5Ω và R3 = 7Ω mắc nối tiếp.
a. Tính cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở của đoạn mạch trên đây.
b. Trong số ba điện trở đã cho, hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở nào là lớn nhất ? Vì sao? Tính trị số của hiệu điện thế lớn nhất này.

Hướng dẫn giải:
a. Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở là:

b. Trong ba điện trở thì hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R3 lớn nhất vì theo công thức U=IR thì hiệu điện thế phụ thuộc vào hiệu điện thế, trong ba điện trở thì điện trở R3 là lớn nhất nên hiệu điện thế đặt vào hai đầu điện trở này là lớn nhất.