Bài giảng Dòng điện không đổi

BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ VẬT LÝ
ĐIỆN - QUANG








NỘI DUNG
Chương 1. Trường tĩnh điện
Chương 2. Vật dẫn và Điện môi
Chương 3. Dòng điện không đổi
Chương 4. Từ trường của dòng điện không đổi
Chương 5. Hiện tượng cảm ứng điện từ
Chương 6. Tính chất sóng của ánh sáng
Chương 7. Tính chất lượng tử của ánh sáng


BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ VẬT LÝ
ĐIỆN - QUANG








NỘI DUNG

Chương 1. Trường tĩnh điện
Chương 2. Vật dẫn và Điện môi
Chương 3. Dòng điện không đổi
Chương 4. Từ trường của dòng điện không đổi
Chương 5. Hiện tượng cảm ứng điện từ
Chương 6. Tính chất sóng của ánh sáng
Chương 7. Tính chất lượng tử của ánh sáng


BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ VẬT LÝ
ĐIỆN - QUANG
Chương 3. DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI


Chương 3. DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI
NỘI DUNG
3.1. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN
3.2. CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CỦA DÒNG ĐIỆN
3.3. MẠCH ĐIỆN VÀ MÁY PHÁT ĐIỆN
3.4. ĐỊNH LUẬT OHM
3.5. ĐỊNH LUẬT KIRCHHOFF


3.1. Bản chất của dòng điện

Bản chất của dòng điện trong các chất khác nhau là khác nhau:
- Trong kim loại: chỉ có electron hoá trị là tự do (a).
- Trong chất điện phân: do các quá trình tương tác, các phân tử tự
phân ly thành các ion dương và các ion âm (b).
- Trong chất khí: khi có kích thích từ bên ngoài các phân tử khí có thể

giải phóng electron. Các electron này có thể kết hợp với các phân tử
trung hoà để tạo thành các ion âm. Như vậy trong khí bị kích thích
có thể tồn tại các hạt tích điện là ion âm, ion dương và electron (c).


3.2. Các đại lượng đặc trưng
3.2.1. Cường độ dòng điện
Cường độ dòng điện: Đại lượng có
trị số bằng điện lượng (số điện tích
trong một đơn vị thời gian) chuyển
qua một tiết diện trong môi trường
dẫn điện.
- Trường hợp vật dẫn có 2 loại điện tích chuyển động:

Điện lượng q chuyển qua diện tích S trong khoảng thời gian t
được tính theo công thức sau:


3.2. Các đại lượng đặc trưng
3.2.2. Mật độ dòng điện

+ Số điện tích nằm trong khoảng thể tích dV của dây dẫn là:

n0 là mật độ điện tích trong dây dẫn


3.2. Các đại lượng đặc trưng
3.2.2. Mật độ dòng điện
Theo định nghĩa cường độ dòng điện, ta có:

Mật độ dòng điện:
Véc tơ mật độ dòng điện:
+ Gốc: đặt tại một điểm nào đó trên một tiết
diện vuông góc chiều dòng điện
+ Phương: theo hướng chuyển động của các điện tích (+)


3.3. Mạch điện và máy phát điện








3.4. Định luật Ohm
* Dạng thông thường:

* Dạng vi phân: xét đoạn dây dẫn có độ dài
dl, tiết diện dS, điện trở R, có điện thế 2 đầu
là V và V + dV

hay

Georg Simon Ohm (Germany)
1789 - 1854


3.5. Định luật Kirchhoff

3.4.1. Định luật 1
“Tổng đại số các dòng điện tại một nút bằng không”
“Tổng các dòng điện chạy vào 1 nút bằng tổng các
dòng điện chạy ra khỏi nút đó”
“Tại 1 nút, điện tích không được sinh ra cũng không
bị mất đi”
n: là số dòng điện quy tụ tại
nút đang xét
Với quy ước: dòng điện tới nút có giá trị (+), và dòng điện dời khỏi
nút có giá trị (-).
Phương trình ở nút A: i1 + i2 - i3 + i4 = 0


3.4. Định luật Kirchhoff
3.4.2. Định luật 2
“Trong 1 mắc mạng (mạng điện kín): tổng đại
số các suất điện động của nguồn điện bằng
tổng độ giảm của điện thế trên từng đoạn
mạch của mắc mạng”
“Tổng đại số các hiệu điện thế của các các
nhánh trong 1 mạch kín bằng không”
“Trong 1 mạch kín bất kì, tổng đại số các tích (IR)i của các đoạn
mạch bằng tổng đại số các suất điện động Ei của trường lạ trong
mạch đó”
Với quy ước:

Khi chọn 1 chiều ngẫu nhiên trong mạch kín thì hiệu
điện thế có dấu (+) khi đi theo chiều giảm của điện
thế và ngược lại

3.4. Ví dụ
Ví dụ 1:
E1 = 25V
E2 = 16V
R1 = r2 = 2Ω

R1 = R2 = 10Ω
R3 = R4 = 5Ω
R5 = 8Ω

Tính cường độ dòng điện qua mỗi nhánh.
* Định luật Kirchhoff cho các
nút mạng:
Tại A: I1 - I2 - I3 = 0

* Định luật Kirchhoff cho các nhánh:
Nhánh BACB: I1R1 + I3R3 + I2r2 – E2 = 0

Tại B, C: I3 + I4 = I5 + I1 = I Nhánh ADCA: I2R2 + I4R4 – I3R3 = 0
Nhánh DCBD: I4R4 + Ir2 + I5R5 + I5r1 –
Tại D: I2 - I4 + I5 = 0
E –E =0


3.4. Ví dụ
Ví dụ 2:
E = 14V
r = 1Ω
R3 = 3Ω

R4 = 8Ω
R1 = 1Ω
R2 = 3Ω
R5 = 3Ω
Tìm I trong các nhánh

M

A

Tại các nút mạng:
-Tại N:
I2 - I5 - I4 = 0
-Tại B:
I - I4 - I3 = 0
Tại các nhánh:
-Tại A:
I - I1 - I2 = 0
- Tại M:
I1 + I5 – I3 = 0 - Nhánh AMNA:
- Nhánh MBNM:
- Nhánh ANBA:

B
N

E,r

I1R1 - I5R5 - I2R2 = 0
I3R3 - I4R4 + I5R5 = 0

E = Ir + I2R2 + I4R4