AZts BO GIAO DUC VA BAO TAO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM TP.HO CHÍ MINH KHOA VAT LÝ tor s* ¬ LUAN VAN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI : MOT SỐ DHUONG DHAD Gling viên hivdng din : TRUONG DINH TOA Slah viên thực hiện : CAO VAN NGOAN 2“¿x é(áa : 1996 - 2000 4ð? 212 On [rong suốt thời gian ngồi đưới mai trường (được sự quan tam day dé của các thẩy cô trong trường Đại Học Su Phạm TP.HCM dã giáp em mở rộng kiến thức nâng cao sự hiéu biết, đây là điều hạnh phúc nhất trong quá trình học tập của em, Công lao to lớn của quý thầy cô thực sự làm cho em không thé nào quên. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến : Ban Gidm hiệu và Khoa Vật lý đã giáp em hoàn thành bài luận văn này, Các thầy cô trong trường đã truyền dat kiến thức cho em trong suốt khóa học 1996 - 2000, Cam on Thi viện Trường PHSP, Thự viện Đại học Quốc: gia giáp em tài liệu để hoàn thành bài luận văn này. Sau cùng em xin cảm on đến Hội đẳng vét duyệt luận vin cua Khoa Vật lý Trường DHSP và mội lân nữa em kính chic xiức khỏe đến quý thầy cô. ~ Lời nói đầu BO môn Vật lý là một trong những môn khoa học tự nhiên rất quan trọng góp phan tích cực cho sự phát triển của nhân loại.
Nó bao gồm cơ, nhiệt, điện, quang, vật lý nguyên tỨ. mà trong đó điện học được ứng dung hết sức rong rãi trongthực tế Trong suốt bốn năm học, em là một trong số các bạn may mắn được chọn dé tài làm luận văn tốt nghiệp. Dé tài mà em chọn là: “Một số phương pháp giải làm tập điện một chiều" dưới sự hướng dẫn của thay Trương Dinh Toa, em mong muốn với để tài này giúp em nâng cao kiến thức, dạy tốt ở các trường Phổ thông sau này và đây được xem như một tài liệu để các bạn sinh viên có thể tham khảo. O mỗi bài tập điện một chiểu có thể có nhiều phương pháp giải.
Để giải bài tập nhanh và chính xác đòi hỏi chúng ta phải hiểu thật kỹ lý thuyết song vẫn chưa đủ, mà chúng ta phải biết kết hợp những kỹ năng, kỹ xảo. Nội dung cha để tài này, em đưa ra một số phương pháp như: Dùng định luật Ohm, dùng các định luật Kirchholf, phương pháp chuyển một mạch điện từ sao sang tam pide và ngược lại, cách dùng định lý Millman, phương pháp máy phát tương đương sử dung định lý theo Thevevin -Norton, phương pháp chéng chất, phương pháp dong điện vòng, Nội Dung Của Luận Văn: Phần I: Tóm tắt lý thuyết. Phan II: Các phương pháp giải bài tập điện một chiều. Phan HI: Kết luận.
Để hoàn thành bai luận văn này em phải tham khảo rất nhiều sách, sau đó em tự giải mot số bài tập và đưa ra kết luận chung nhất, có sưu tầm mội số bài tập tự giải có đáp số. Nói chung dé tài của em chỉ để cập đến một số vấn dé nằm trong phạm ví rông lớn đòi hỏi phải có sy nghiên cứu lâu đài mà trong giới hạn của dé tài với thời gian chủ phép thì không thể trình bày hết. Mặc dù em cố pẩng rất nhiều khi làm bài luận vân, nhưng chấc không tránh khỏi sai sót và hạn chế của nó. Em rất mong được sự góp của hôi đồng xét duyệt và ý kiên của bạn đọc.
Xin chân thành cắm hơn. Sinh viên thực hiện: Cao Van Ngoan Luin win (it ợÍ/' Geld : Trang Dinh Ta PHANI TOM TAT LY THUYET I. DONG ĐIỆN: Dong các hat chuyển động có hướng duới tác dung của điện trường. Quy ước : chiêu dòng điện là chiều dich chuyển của các điện tích dương.
CƯỜNG ĐỘ DONG ĐIỆN: Cường độ dòng điện qua diện tích S là một đại lượng có trị số bằng điện lượng chuyển qua tiết diện đấy trong một đơn vị thời gian. Biểu thức [ = “ (1)tít Đối với dòng điện không đổi ta viết biểu thức (1) dưới ti :| Đơn vị cường độ đòng điện là Amper (A) i Il. VECTƠ CƯỜNG ĐỘ DONG ĐIỆN: Vectơ mật độ dòng điệnj tại một điểm M là một vectø có gốc tại M có chiểu là chiểu chuyển động có hướng của các hạt điện đương đi qua điểm đó và có chỉ số bằng cường độ dòng điện qua một đơn vị điện tích đặt vuông góc với hướng ấy. Biểu 1" ds, Đơn vị : A/m` IV.
ĐỊNH LUAT OHM ĐỐI VỚI ĐOẠN MACH THUẦN ĐIỆN TRO 1.Định luật; Citing đô đồng điện chạy qua một vật dẫn bằng kim loai đồng chất ti lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào đó và tỉ lệ nghịch với điện trở của nó. Công thức: E : SVTH ; Cae Vin Nooan Chung ! Luin tt tt nghigp Ghd ; Trang Dinh Cài 2. Điện trở vàđiện trở suất: - Điện trở của vật dẫn tỉ lệ với chiéu dài, tỷ lệ nghịch với tiết diện vuông góc của vật liệu làm vật dẫn đó. Công thức: Đơn vị Ohm (Q) - Điện trở suất của vật liệu là điện trở của vật dẫn làm bằng vật liệu đó, có tiết điện là một đơn vị diện tích, dài một đơn vị dài.
Biểu thức Đơn vi: Q. Dang vi phân của định lat Ohm: Tại một điểm bất kỳ trong môi trường có ddng điện chạy qua, vectơ mật độ dòng diện tỉ lệ thuận với vectơ cường độ điện trường tại điểm đó. Biểu thức: Suất điện động của nguồn điện là một đại lượng có giá trị bằng công của lực điện trường làm dịch chuyển một đơn vị điện tích dương đi hết một vòng. Đơn vị : Vôn (v) SVTH : Cao Van Ngoan Trang 2 Ki! ctr 1 nghiép Ghd ; Trang Dinh Cài PHAN H CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ĐIỆN MOT CHIEU Chúng ta đã học dòng điện không đổi từ phổ thông trung học và gắn đây nhất trong chương trình học đại cương chúng ta lại tiếp tục nghiên cứu dòng điện không đổi nhưng chúng ta vẫn cứ vấp phải những khó khăn mà quan trọng hơn hết là việc giải bài tập của chương dòng điện không đổi.
Bài tập dòng điện không đổi rất phong phú và đa dạng mà mỗi dạng có đặc điểm riêng của nó. Để giải được một dạng bài tập hoàn chỉnh yêu cầu ở chúng ta phải có một kiến thức vững vé lý thuyết, song vẫn chưa đủ mà chúng ta phải biết hết hợp những kỹ năng kỹ xảo để giải một dang bài tập đó. Do vậy chúng tôi đưa ra một số phương pháp giải bài tập điện một chiéu, ở mỗi phương pháp mang một đặc thù riêng của nó. Để thuận tiện theo dõi trong mỗi phương pháp đều có những nội dung cơ bản sau: - Tóm tắt lý thuyết.
- Giải bài tập mẫu. - Kết luận: + Loại toán nào cần giải + Ưu điểm của phương pháp + Nhược điểm của phương pháp - Bài tập tự giải có đáp số. Thực ra, không có một phương pháp nào hoàn chỉnh tuyệt đối nhưng chúng tôi tin rằng ở mỗi phương pháp nhằm góp phân tích cực vào việc giải bài tập đồng điện không đổi. SVTH ; Cao Van ,Vjaa Trang 3 huim tu (8 tợ(t4Ÿ" Gehd , Trang Dinh Cài PHƯƠNG PHAP I AP DUNG DINH LUAT OHM TONG QUAT 1.
10M TAT LY THUYẾT: f.—z + Ye, ~ DAR, , el at Các quy ude : * V„- Vụ : hiệu điện thế giữa hai 2 điểm dau A và điểm cuối B. » Ye, : tổng đại số các suất điện đông của nguồn. Nết : £ > 0) hay mang dấu dương khi gap cực âm trước. Nếu : © < 0 hay mang đấu âm khi gap cực đương.
Trường hợp với may thu thì ngược lại. * Cường độ dòng điện I, mang dấu dương nếu cùng chiều AB. * Cường đô dòng điện |, mang đấu âm nếu ngược chiều AB. Trong trường hợp chưa biết chiéu dòng điện trên một mạch thì ta chọn chiéu dòng điện rồi vẫn giải bình thường.
CÁC BÀI TẬP MẪU. Bài I: Trong các sơ dé a và b ở hình vẽ, các nguồn điện có suất điện động e,=2v, c; =<l,5v và von kế v chỉ số không ở chính giữa thang chia đô. Nếu mắc các nguồn theo sơ đổ a thì khi khóa K đóng von kế chỉ U=ly và kim của nó lệch về phía như khi K mở. Hỏi nếu mắc các nguồn điện theo sơ đồ b thì khi khóa K đóng,vôn kế sẽ chỉ bao nhiêu và kim của nó lệch về phía nào ? dong điện rẽ vào von kế không đáng kể.
SVTH: Cao lim Ngoau Lain vit 1 0g//2" Geld : Trang Dinh Cài —H hb R ‘4 A} th —-~+ 6 & a) Giải Sơ đồ (a): Giả sử đồng điện có chiéu như hình vẽ 7 Ap dung định luật Ohm cho đoan mach AB Vi-Va + > =lr, ( l ) Ap dung định luật Ohm đối với toàn mạch: ey+e;=l(r;+r;+R) 0P, +e, Suy ta: / (2) rere Thay các giá trị c¿,e¿ Vụ =Vạ vào (1) và (2) Bởi vì khi K đóng thì Ug, =1 chứng tổ kim vôn kế lệch về bên trái nên Ir. n+i,+Ñ Thế (3) vào (4) P*rf2-% „3 e,-e; 7 Suy ra: L7 -V} = te ~e,)+e, = 2x05+lấ= 186v Như vậy: nếu mắc theo sơ đổ b thì kim điện kế lệch về phía khi K mở và Una’= 186v.Vi Vụ'>VẠ`. Bài 2: Tính điện tích trên các bản tụ điện trong sơ đồ sau. Hỏi bản nào của tụ điện tích điện dương ? điện trở trong của các nguồn không đáng kể.
A Chon chiéu dong điện như hình vẽ: Ấp dụng định luật Ohm cho mạch kín: -e+2e =3IR Cường độ dòng điện trong mạch: I=e/ 3R > 0. Vậy chiều đồng điện đúng như chiều đã chọn. Để tìm điện tích trên hai bản của tụ điện ta phải tìm hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện. Ap dụng định luật Ohm cho đọan mach MN: SVTH : Cae Vda Ngoan Trang 6 Luin tửu 1 1g Geld ; Trang Dinh Cài Var Vn-2e-e=3IR.
Hiệu điện thé giữa hai đầu MN; Vựụ-Vy=3(IR+ e)=4e Điện tích trên bản tụ điện: qeC.Uyn=4eC Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ e;=9v, e;=3v, ey=lÚYV, rị=r;=r;=lO, R)=3Q, R;=5O, R;=36O, Ry=12Q. Xác định độ lớn và chiều đòng điện cho biết đâu là nguồn điện đâu là máy thu điện, —] t =_ ky = R 6h oR GA &"s Giải: Do chưa biết đâu là nguồn đâu là máy thu nên ta giả sử dòng điện trong* cácó mite chi như hi hình vẽ \ ; Reet, Re 6%, Ap dung định luật Ohm cho toàn mach elk St eptey- eel (ry tretry +R, +R24+R yy) (1) P 3 Từ (1)suy ra cường đô dòng điện trong mạch chính.