_UL £204 BO GIAO DUC VA BAO TAO TRƯỜNG PAI HỌC SU PHAM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ wiles LUẬN WAN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: MỘT SỐ CÁCH GIẢI BAI TẬP ĐIỆN MỘT CHIEU _ Giảng viên hướng dẫn : TRƯƠNG DINH TOA Sinh viên thuc hién : NGUYEN THỊ THUY DƯƠNG Niên khéa:1995-1999 LOF CAM ON Trong suốt nhitng năm tháng ngôi dưới mái trường đại học, nhờ có sự quan tâm dạy dỗ của các thầy cô công tác tại trường Đại Học Sư Pham 1P HCM đã gidp cho em nâng cao kiến tue. Niuông công lao to lon đó tà diéu kháng thé quên đổi với em. là mét sinh viên sip tốt nghiệp, em xin chân thành nói lời cảm dn đến: - Ban Giám Hiệu và khoa vật lý trường đại học Su Pham TP HCM đã tạo điêu kiện cho em hoàn thành luận văn nây.
- thây Truong Đình Tòa đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình làm luận van. Cảm ơn các thdy cô trong trường, trong khoa đã truyền thự kiến thức cho em trong 4 nằm học. Cam on cha mg, ban bè đã động viên giáp dO rất nhiễu trong những năm qua. Cuối cùng em xin cảm ơn hội đông xét duyệt luận văn của khoa Vật lý trường Đại Hoc Sứ Pham TP HCM.
Sau khi đã trải qua 4 năm học ở Khoa Vật lý trường Đại Học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh, em may mắn dược là một trong những sinh viền được nhận để tài làm luận văn tốt nghiệp. Lưới sự hướng dẫn của thấy Trương Đình Tòa, để tài mà em chọn mang tên “Một xố cách giải bài tập điện một chiều", với mong muốn tao thêm tài liệu để các bạn sinh viên dang học môn Điện dại cương cỏ thé tham khảo thềm, cũng như các ban sinh viền năm 4 xấp rà trường có thể lim hiểu thêm để hoàn thiên kiến thức của mình, tạo điểu kiện thuận lợi cho việc dạy học sau này ở các trường phổ thông. luận văn của cm chỉ: dé cập đến một số vấn để nằm trong mội phạm vi kiến thức rong lớn dòi hỏi phải có sự nghiền cứu lâu dai, mà trong giới hạn của một luận van tốt nghiệp thì không thể trình bày hết. Để giải dược bài tấp diện mot chiều ta có thể dùng rất nhiều cách, nhưng ở dây, trong luận văn này, em chỉ đưa ra một xố cách như : dùng các định luật Ohm, dang các định luật KirchhofT ; cách tính công, công suất, năng lượng; phương pháp chuyển mot mạch điện từ mach tam giác sang mach xao; cách dùng định lý Millman và sau cùng là dùng định lý Thevenin - Norton để giải bài tập.
Luan văn bao gdm các phan sau : Phin 1 : Tóm tất lý thuyết. Phan II : Giải bài tập. Phin Hi: Một số để bài tập tự giải và đáp xố. Phẩn IV : Kết luận.
De huàn thành dược luận vận này em phải tham khảo thêm nhiều sách của các nhà nghiên cứu Vật LY, sau đó hệ thống lại lý thuyết theo dạng tóm tất sao cho có thể dé dàng vận dụng vào bài tập. Trong phan giải bài tập, em đã cố thử giải một số bài tập trọn vẹn bằng nhiều cách khác nhau, từ đó có thể rút ra được những kết luận chung nhất. Đồng thời em đã sưu (Âm một số bài tập có cách giải tương tự và đưa ra đáp xổ dể các bạn có thể tự giải, phát huy được kha năng của mink. Có một diéu chắc chắn rằng trong khi làm, luận văn sẽ không tránh khỏi mắc nhiều sai sót, em rất mong được sự góp ý sửa chữa của Thấy cô và các bạn để em có thể làm tốt hơn.
Xin chân thành cám ơn. Định luật Ohm là một trong những định luật vé dòng điện được tìm ra sớm nhất, Định luật đó được thiết lập từ thực nghiệm : “Cường độ dòng điện qua một vật dẫn kim loại đồng chất tỷ lệ với hiệu điện thế đặt vào vật dẫn dé” Công thức : ` (1-l) Ở day hệ xố vẻ tỉ lệ giữa I và U dược viết dưới dang = Công thức (1-1) là dang tích phân của định luật Ohm. Đại lượng R trong công thức đó được gọi là Điện trở của vật dẫn. Trong hệ SI, đơn vị của điện trở được gọi là ôm, ký hiệu là ©.
Om là điện trở của mot vật dẫn khi đặt hiệu điện thế IV tại 2 đầu của vật, thì dòng diện chạy trong vật dó có cường dé I A. TY công thức (1 = l) ta suy ra : ta” IA Điện trở của một vật dẫn phụ thuộc vào hình dang, kích thước, trạng thái và chất liệu làm vật dẫn. > T= ok (1-3) Trong dó pha vécts mật đô dòng điện được tính theo công thức} = Nyc v E là vcct0 cường độ điện trường được tính theo công thức Be: JU dl ơ được gọi là suất dẫn diện của môi trường, o = = Xét một mạch điện kín trong đó có dòng diện cường độ là I. Để đơn giản ta pid thiết đây dẫn trong mạch có tiết diện S rất nhỏ so với chiéu dài của nó, Tai bất kỳ điểm nào của mạch ta cũng có thể viết hệ thức.
_ > ve vcctơ dt cùng hướng voi} và nhân cả hai vé của hệ thức vừa viết với dl, ta có : bb ydP = o E. di Vì S rất nhỏ nên có thể viết j = x.dé : 5 >> Nếu li là trường tĩnh điện thi fra = (0. Diéu này vô lý. Vì vậy ta phải _> > coi trường Hf tổng của trường E” có nguồn gốc tinh điện va không phải là trường thế.
Ta sẽ goi trường không có nguồn gốc tĩnh điện và không phải là trường thể. Ta sẽ gọi trường không có nguồn gốc tĩnh điện và không phải là trường thế dưới tên gọi chung là trường lạ và ký hiệu là E y,. = a Es E` + E, Do đó tích phân ở về phải cửa biểu thức trên có dang : được gọi là suất điện động của mạch điện TW các lập luận trên ta thu được công thức sau : Trong đó e là suất điện đông trong mạch còn R„„ là điện trở của toàn mạch kín. Công thức (1-5) biểu điển định luật Ohm đối với toàn mạch, Như vậy, về xố trị thì suất điện dong trong một mach kín bằng công của lực lạ tác dụng lên một dun vị diện tích đương khi điện tích này di chuyển trong toàn mạch kín.
+ = Xét đoạn mach ANB có dong điện 1, Doan mach fey đó gồm dây dẫn và nguồn N. Lập luận như đối với đoạn (a) trên đây ta có thể Thi, ae fol - PAP JP: ^ oe > Như đã biết E' là trường thé, E` = - grad V a “ Dodd: Ian = Ð (vạt ti. * fiat A a IRan = (VÀ - Vụ) + tan Trong đó Ray là điện trở của đoạn mach AB và : Ean = ng Fy3. dl (1-6) là suất điện động trong đoạn mach AB '[rong trường hợp dang xét nguồn diện N là nguyên nhân duy nhất gây ta lực lạ tác dụng lên điện tích.
Vì vậy cay cũng gọi là suất điện động của nguồn và ký hiệu van tất là e. Đồng thời ta cũng biết việc duy trì dòng điện trong mach là do lực lạ thực hiện công. Ngoài ra điện ưở của đoạn mach AB gồm diện trở các dây dẫn bên ngoài nguồn gọi là điện trở ngoài Ø9 và điện trở của bản thân nguồn gọi là điện trở trong (r). Từ những điều nói trên, ta có thể viết: ~ (W —V )+£ | (1-7) ˆ Rar IRas = (VA- Vụ) + fan Tuy nhiên, ở đây vì N' là máy thu nên lực la thực hiện công âm.
Do đó : A Mặt khác vì N' là nguyên nhân duy nhất gây ra lực lạ trong đoạn mach dang xét nhưng vì cA¿ < 0, nên nó dude gọi là suất phản điện của nguồn. Neu suất phán diện cũng ký hiệu là e thì ta lại thu được công thức giống như (1-7) trong đó e< Công thức (1-7) biểu diễn định luật Ohm đối với một đoạn mạch có chứa nguồn khi sử dụng công thức đó can chú ý hai điểm sau : aw Ở vế phải viết Vạ - Vụ thì trong đoạn mach đang xét dòng điện có chiểu từ A> B B/ Nguồn điện trong đoạn mach là nguồn phát thie > 0, là máy thu thie xŒU. Công thức (1-7) có thể áp dung ccho cả đoạn mạch có chứa một số nguồn. Khi đó ta hiểu e trong công thức đó là tổng đại số các suất điện động và suất phan điện trong đoạn mach đó.
(1-8) a/ Ding công thức (1-7) có thể suy ra công thức | =U và | ca Thật vậy, đối với một đoạn mạch đồng chất thì e= 0, ta được | = U. ƒ/ Nếu ký hiệu R„„= lẻ +er, l là điện ở mạch ngoài, r là điện trở mạch rong, thì công thức | = = cú thé viết lại dưới dang : I.R là hiệu thế mạch ngoài, Lr là hiệu thế mạch trong Vậy : suất diện động trong mạch chính bằng tổng hiệu điện thể mạch ngoài và mạch trong. y/ Suất điện động (hay suất phản diện) của nguồn cũng được do bằng Volt như đối với hiệu điện thế. x/ Công thức (1-7) còn được viết dưới dạng : (V,- Vnì + £ Ree Trong đó : s« Dấu + ứng với trường hợp dòng điện khi qua nguồn đi từ cực âm qua cực dương (điện thể tăng) e Dau - ứng với trường hợp ngược lại (điện thế giảm) ul.
CÁC ĐỊNH LUẬT KIRCHHOFF I, Xét một mach điện như hình vẽ : h Định luật này liên quan tới nút của mach. lạ A Xét nút A, đây là điểm hội tụ của 3 doan mach (1, 2 và 3) trong đó có các dong diện l„, ly, ty. NẾu trong mạch có dòng điện không đổi thì tổng dòng điện tới (1, và I;), phải bằng các dòng điện đi khỏi nút (ly), nghĩa ty + ty = ty hay ty lạ - ty = O (3) Nếu không thì điện thế ở nút A dang khảo sat sẽ biến đổi theo thời gian, có nghĩa là dòng điện trong mạch cùng biến đổi. Quy ước: - Đánh dấu dương cho những dòng điện di khỏi nút - Đánh đấu âm cho những dòng điện rời khỏi nút Lúc đó (*) được viết lai dưới dung : n Ik = 0 2.
Xét một mach điện như hình vẽ : Định luật này liên quan đến mắt mang. Ta hãy xét một mắt mạng nào đó, chẳng han mắt ABCDA. Chọn | chiểu đi > trên mất này (chẳng Va - Va + £;¡ = HR; (1) Vụ - Ve + c; = lạịR;y (2) Ve = Vp ~ & = - 1,Ry (3) Vụ - Vụ - Ge = - LR, (4) Công thức phương trình (1), (2).