có 2 điện trở R1=30Ω và biến trở Rb mắc nội tiếp với nhau vào nguồn điện có hiệu điện thế U=18V
1. khi Rb=10Ω tính điện trở và cđdđ của toàn mạch
2. nếu mắc một bóng đèn ghi (9V-4,5W) song song với R1. nhận xét độ sáng của đèn và tính Rb để đèn sáng bình thường
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
a. Khi $R_b = 10 \Omega$
$R_{tđ} = R_1 + R_b = 30 + 10 = 40 (\Omega)$
Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch:
$I = \dfrac{U}{R_{tđ}} = \dfrac{18}{40} = 0,45 (A)$
b. Áp dụng công thức:
$P = U.I = \dfrac{U^2}{R} \to I = \dfrac{P}{U}$ và $R = \dfrac{U^2}{P}$
Cường độ dòng điện và điện trở của đèn lần lượt là:
$I_{dm} = \dfrac{4,5}{9} = 0,5 (A)$
$R_d = \dfrac{9^2}{4,5} = 18 (\Omega)$
Khi mắc đèn song song với $R_1$ ta có mạch: $(R_1 // R_đ) nt R_b$
Khi đó:
$R_{tđ} = \dfrac{R_1.R_đ}{R_1 + R_đ} + R_b = \dfrac{30.18}{30 + 18} + 10 = 21,25 (\Omega)$
Cường độ dòng điện qua các đoạn:
$I = I_{1đ} = I_b = \dfrac{U}{R_{tđ}} = \dfrac{18}{21,25} \approx 0,847 (A)$
Khi đó:
$U_1 = U_đ = I_{1đ}.R_{1đ} = 0,847.11,25 = 9,52875 (V)$
Vì $U_đ > U_{dm}$ nên đèn sáng mạnh hơn bình thường.
Khi đèn sáng bình thường thì:
$U_đ = U_1 = 9 (V)$
Suy ra: $I_1 = \dfrac{U_1}{R_1} = \dfrac{9}{30} = 0,3 (A)$
$U_b = U – U_đ = 18 – 9 = 9 (V)$
$I_đ + I_1 = I_b \to I_b = 0,5 + 0,3 = 0,8 (A)$
Giá trị biến trở khi đó là:
$R_b = \dfrac{U_b}{I_b} = \dfrac{9}{0,8} = 11,25 (\Omega)$