Giữa hai điểm A, B có hiệu điện thế không đổi U = 12V, người ta mắc nối tiếp điện trở `R_1 = 25omega` và một biến trở có điện trở lớn nhất `R_2 = 15omega`
a) Khi `R_2 = 15omega`. Tính điện trở tương đương của mạch và cường độ dòng điện chạy qua điện trở khi đó
b) Biến trở `R_2` là một dây dẫn đồng chất có tiết diện `S = 0,06mm^2` và có điện trở suất `rho = 0,5.10^-6m`. Hãy tính chiều dài của dây dẫn quấn biến trở
c) Mắc thêm một bóng đèn Đ(6V – 3W) song song với điện trở `R_1` trong mạch trên. Điều chỉnh biến trở để đèn sáng bình thường. Tính điện trở của biến trở khi đó
Đáp án:
a. $R_{tđ} = 40 \Omega$
$I_1 = I_2 = 0,3A$
b. $l = 1,8m$
c. $R_b \approx 8,11 \Omega$
Giải thích các bước giải:
a. Khi $R_2 = 15 \Omega$.
$R_{tđ} = R_1 + R_2 = 25 + 15 = 40 (\Omega)$
Cường độ dòng điện chạy qua các điện trở khi đó là:
$I = I_1 = I_2 = \dfrac{U}{R_{tđ}} = \dfrac{12}{40} = 0,3 (A)$
b. Ta có: $R = \rho\dfrac{l}{S} \to l = \dfrac{R.S}{\rho}$
Chiều dài dây làm biến trở là:
$l = \dfrac{15.0,06.10^{- 6}}{0,5.10^{- 6}} = 1,8 (m)$
c. Cường độ dòng điện định mức của đèn:
$I_{dm} = \dfrac{P}{U} = \dfrac{3}{6} = 0,5 (A)$
Khi đèn sáng bình thường thì:
$U_d = U_1 = 6 (V)$
$I_d = 0,5A$
Khi đó: $I_1 = \dfrac{U_1}{R_1} = \dfrac{6}{25} = 0,24 (A)$
$I_b = I_d + I_1 = 0,5 + 0,24 = 0,74 (A)$
$U_b = U – U_d = 12 – 6 = 6 (V)$
Giá trị biến trở khi đó là:
$R_b = \dfrac{U_b}{I_b} = \dfrac{6}{0,74} \approx 8,11 (\Omega)$
Đáp án:
a. Điện trở tương đương của mạch là:
Rtđ = R1 + R2 = 40 ΩΩ
Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở là:
I=UR1+R2=1225+15=0,3AI=UR1+R2=1225+15=0,3A
b. Đổi S = 0,06 mm2 = 0,06.10-6 m2
Đổi S = 0,06 mm2 = 0,06.10-6 m2
Công thức tính điện trở:
R=ρlS⇒l=RSρ⇒l=15.0.06.10−60.5.10−6=1,8mR=ρlS⇒l=RSρ⇒l=15.0.06.10−60.5.10−6=1,8m
c. Cường độ dòng điện định mức của đèn:
Idm=PU=36=0,5AIdm=PU=36=0,5A
Vì đèn sáng bình thường nên hiệu điện thế giữa hai đầu R1 là 6V
Vậy hiệu điện thế hai đầu biến trở là:
Ub = U – Uđ = 12 – 6 = 6V
Cường điện dòng điện chạy qua R1 là:
I1 = 6/25 = 0,24A
Cường điện dòng điện chạy qua biến trở là: Ib = I1 + Iđm = 0,74 A
Vậy điện trở biến trở khi đó là:
Rb=UbIb=60,74=8,12Ω
Chúc bạn học tốt nha