Mạch điện dòng một chiều potx

M¹ch ®iÖn dßng mét
chiÒu
1. Dßng ®iÖn kh«ng ®æi
1.1. B¶n chÊt dßng ®iÖn: dßng c¸c h¹t ®iÖn
chuyÓn ®éng cã h−íng, chiÒu cña h¹t
d−¬ng
-
-
-
-
-
Trong kim
lo¹i
Trong dung
dÞch ®iÖn ph©n
-
-
-
-
Trong chÊt
khÝ
E
r
I
-
-
-
-
-
e
e

e
e
e
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Trong Chân không, chấtbándẫn?
1.2. Những đại lợng đặc trng:
Cờngđộdòngđiện= điện lợng qua S/s
dt
dq
I =
ItIdtdqq
t
0
t
0
===

1C=1A.1s
Véc tơ mật độ dòng điện
tai điểm M có gốc tại M,
chiều chuyển động hạt
dơng, giá trị

n
dS
dI
J =
dS
n
J
r
M
SdJJdSdI
n
r
r
==

==
SS
SdJdII
r
r
A/m
2
èng dßng ®iÖn: n
0
, |e|, , dS
n
v
dS
n
J

r
+
v
r
+
Sè h¹t ®iÖn ®i qua dS
n
trong
mét ®¬n vÞ thêi gian:
)dSv(ndn
n0
=
)dSv(n|e|dn|e|dI
n0
=
=
v|e|ndS/dIJ
0n
=
=
venJ
0
r
r
=
Dßng nhiÒu lo¹i h¹t:
∑
=
i
iii0

venJ
r
r
1.3 Định luật Ohm đối với một đoạn mạch điện
trở thuần
A
B
V
1
>V
2
E
r
I
r
I=(V
1
-V
2
)/R
Độ dẫn của đoạn mạch:
g=1/R
Điệntrởv điện trở suất:
R=(V
1
-V
2
)/I
Thứ nguyên:=V/A
R=l/S

n
TR
R


=
Phụ thuộc của điện trở vo nhiệt độ:
R
T
=R
0
(1+.T).
R
T
Điện trở tại nhiệt độ T
R
0
Điện trở tại nhiệt độ T
0
T=T-T
0
.
10
6
m 10
3
K
-1
Ag 0,016 3,8
Al 0,027 4,7

Cu 0,017 3,9
Tại 20
o
C
)
dl
dV
(
1
dS
dI
J
n
−
ρ
==
EJ
σ
=
EJ
r
r
σ=
T¹i mét ®iÓm bÊt k× cã dßng ®iÖn ch¹y qua vÐc
t¬ mËt ®é dßng ®iÖn tû lÖ víi vÐct¬ c−êng ®é
®iÖn tr−êng t¹i ®iÓm ®ã.
dI=[V-(V+dV)]/R=-dV/R
• D¹ng vi ph©n ®Þnh luËt
Ohm
dS

n
V
V+dV
E
r
J
r
dl
R=ρdl/dS
n
2.1. Suất điện động
Nguồn điện: Duy trì cực
dơng, âm
Đẩy điện tích âm từ cực
dơng sang cực âm v
+-
-
+
-
=>Lực lạ đẩy điện tích trong nguồn: Tơng tác
phân tử, cảm ứng điện từ, lực điện từ => Trờng
lạ
C
2. Mạch điện một chiều
đẩyđiệntíchdơng từ cực âm sang cực dơng.
Đây không phải lực tĩnh điện!
• SuÊt ®iÖn ®éng cña nguån ®iÖn:
lμ ®¹i l−îng cã gi¸ trÞ b»ng c«ng cña lùc
®iÖn tr−êng dÞch chuyÓn ®iÖn tÝch +1 mét
vßng quanh m¹ch kÝn cña nguån ®ã.

q/A
=
ζ
∫
+=
C
sd)
*
EE(qA
r
rr
E
r
*
E
r
VÐc t¬ c−êng®étr−êng tÜnh ®iÖn
VÐc t¬ c−êng®é®iÖntr−êng l¹
∫∫
+==ζ
CC
*
sdEsdEq/A
r
r
r
r
0sdE
C
=

∫
r
r
Trong pin tại bề mặt điện
cực có hiệu thế nhảy vọt:
SĐĐ trong pin=tổng các
hiệu điện thế nhảy vọt
V
Suất điện động của nguồn
điện =Lu số của trờng lạ
Suất điện động của nguồn điện: l đại
lợng có giá trị bằng công của lực điện
trờng lạ dịch chuyển điện tích +1 một
vòng quanh mạch kín của nguồn đó.

=
C
*
sdE
r
r
+-
v
V
V
2. 2 §Þnh luËt Kirchhoff
❶ §Þnh luËt: Tæng hiÖu ®iÖn thÕ cña toμnm¹ch
kÝn b»ng kh«ng
ChiÒu dÞch chuyÓn
+

-
ba
U
ab
=V
b
-V
a
=+ζ
+
ChiÒu dÞch chuyÓn
-
ba
U
ba
=V
a
-V
b
=-ζ
•Tô
+
-
ba
U
ab
= V
b
-V
a

=+ Q/C
+
-
ba
U
ba
= V
a
-V
b
=- Q/C
• Nguån:
0UV
i
==Δ
∑
∑
kÝnM¹ch kÝnM¹ch
HiÖu ®iÖn thÕ=sù thay ®æi ®iÖn thÕ tõ
®iÓm nμy tíi ®iÓm kia
•§iÖntrë
U
ab
= V
b
-V
a
=-IR
R
b

a
I
U
ba
= V
a
-V
b
=+IR
R
b
a
I
•M¹ch:
U
1
U
2
U
5
U
6
U
4
U
3
U
7
I
4

I
2
I
3
I
1
-U
1
-U
2
-U
3
+ U
4
+ U
5
+U
6
+U
7
=0
§Þnh luËt Kirchhoff
®èi víi tæng hiÖu ®iÖn
thÕ trªn toμn m¹ch kÝn
ThÝ dô:
+

-
ξ
1

=1
2
V
-+
ξ
2
=6V
r
2
=0,1Ω
R
3
=3Ω
r
1
=0,4Ω
I
R
4
=10Ω
ξ
1
-Ir
1
-Ir
2
- ξ
2
-IR
3

-IR
4
=0
I= (ξ
1
- ξ
2
)/(r
1
+r
2
+R
3
+R
4
)
=6V/13,5 Ω≈0,4A
-
ξ
1
+
r
1
R
3
r
2
- ξ
2
+

R
4
V
Bμi tËp: 1. TÝnh R3
I
3
=0.1A
R
1
=5Ω R
2
=20Ω
+

-
ξ
1
=3
V
-
+
ξ
2
=6
V
I
3
R
3
2.T×m dßng trong m¹ch:

+ - + -
R
1
=100Ω
R
2
=10Ω
R
3
=80Ω
ξ
1
=6V;ξ
2
=12V
❷ §Þnh luËt Kirchhoff vÒ tæng dßng ®iÖn ®èi víi
nót m¹ch:
0IIIIII
i54321
==+−+−−
∑
t¹iO i
I
4
I
3
I
2
I
1

I
5
O
Tæng dßng ®iÖn t¹i mét nót m¹ch
b»ng kh«ng.
LÊy chiÒu vμo nót lμ chiÒu d−¬ng:
❸ M¹ch RC:
+
ζ
-
C
R
t=0
• §ãng kho¸ K, tô C ®−îc n¹p
Khi ®· b·o hoμ:
ζ=Q
0
/C
Khi ®ang n¹p, ¸p dông
®Þnh luËt Kirchhoff:
0
C
Q
IR =−−ζ
0
C
Q
dt
dQ
R =−−ζ

dt
QC
dQ
RC =
−ζ
)e1(CQ
RC
t
−
−ζ=
RC
t
e
Rdt
dQ
I
−
ζ
==
R
ζ
Dßng gi¶m khi
tô ®−îc n¹p
RC
t
e
R
I
−
ζ

=
τ=RC
R
37,0
ζ
t
I
t
Q
)e1(CQ
RC
t
−
−ζ=
0,63Cζ
τ=RC
0,95Cζ
τ=3RC
®iÖn tÝch t¨ng
khi tô n¹p
• Quy luËt thay ®æi dßng
trong m¹ch khi n¹p ®iÖn
cho tô:
• Quy luËt thay ®æi ®iÖn
tÝch trªn b¶n tô khi n¹p
®iªn cho tô:
C
R
+ +

I
0
C
Q
IR =+
dt
dQ
I =
RC
dt
Q
dQ
=
RC
t
0
eQQ

=
RC
t
0
e
RC
Q
dt
dQ
I

==

0
Q
t
Điện tích giảm khi
tụ phóng điện
=RC
0
Q37,0
I
Tụ phóng điện qua điện trở của mạch
áp dụng định luật Kirchhoff cho
mạch kín
0
RC
Q
dt
dQ
=+
Nănglợng của mạch RC:
Năng lợng ton phần do pin cung cấp:
2
pin
C)C.(W ==
2
C
W
2
C

=

dte
R
RdtIW
0
RC
t2
2
0
2





==
R
Năng lợng nạp votụ:
Năng lợng toả trên điện trở:




=
0
RC
t2
2
|)e
2
RC

(
R
2
C
2

=
W
pin
= W
C
+ Q
R
Theo định nghĩa suất điện động:
=A/Q
0
; W
pin
=A; Q
0
= C
Bμi tËp: 1. TÝnh R
3
Víi I
3
=0.1A theo 2 chiÒu
R
1
=5Ω R
2

=20Ω
+

-
ξ
1
=3
V
-
+
ξ
2
=6
V
I
3
R
3
2.T×m dßng trong m¹ch:
+ - + -
R
1
=100Ω
R
2
=10Ω
R
3
=80Ω
ξ

1
=6V;ξ
2
=12V
I
1
I
2
I
3
I
1
=I
2
+I
3
0RIRI
0R)II(RI
22332
113222
=−+ζ−
=
ζ
−
+
+
3
222
3
R

RI
I
+
ζ
=
0
R
R
)RI()RR(I
1
3
1
222122
=ζ−ζ+++
0
RRRRRR
R
I
231321
112
2
=
++
ζ
+
ζ
−
=