các đại lượng điện cơ bản ( chuyen nganh oto )

14145011

CHƯƠNG II: CĂN BẢN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN, ĐIỆN
TỬ Ô TÔ

-

Georg Simon Ohm (16/3/1789 - 6/7/1854) là một nhà vật lý người Đức. Là một
giáo viên trung học, Ohm bắt đầu nghiên cứu phát minh gần thời gian đó của Alessandro
Volta, pin Volta. Ông là người đã phát biểu định luật Ohm.

-

Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện qua một dây dẫn vào hiệu điện thế giữa hai đầu
dây dẫn thời đó đã được ông tìm ra khi ông chỉ là một giáo viên dạy vật lý ở tỉnh lẻ. Thời
đó chỉ bằng các dụng cụ đo rất thô sơ, chưa có ampe kế, vôn kế... như bây giờ, nhưng với
lòng say mê nghiên cứu khoa học và được sự giúp đỡ nhiệt tình của bạn bè, ông đã kiên
trì tiến hành hàng loạt thí nghiệm và đã thành công. Kết quả nghiên cứu của ông gọi
là định luật Ohm, công bố năm 1827. Cho tới cuối thế kỉ XIX, định luật này mới được
các nhà vật lý học trên toàn thế giới công nhận và được ứng dụng rộng rãi.

Georg Simon Ohm
Mạch điện trên ô tô được nối theo ba loại mạch cơ bản:
Nối tiếp
Song song,
Kết hợp
1.11 ĐỊNH LUẬT OHM
-


14145011

Hình 2. 1 Minh họa
-

Nội dung của định luật cho rằng cường độ dòng điện đi qua 2 điểm của một vật dẫn điện
luôn tỷ lệ thuận với hiệu điện thế đi qua 2 điểm đó, với vật dẫn điện có điện trở là một
hằng số, ta có phương trình toán học mô tả mối quan hệ như sau:
-

I ( A ) là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn

-

U ( V ) : điện áp trên vật dẫn

-

R ( Ω ) điên trở .

Chú ý: Trong định luật Ohm, điện trở R không phụ thuộc vào cường độ dòng điện và R
luôn là 1 hằng số.

Hình 1.22 Mạch nối tiếp đơn giản, điện áp được áp dụng thông qua cầu chì đến công
tắc.


14145011

MẠCH ĐIỆN CƠ BẢN TRONG HỆ THỐNG XE Ô TÔ

1.12 Ghép nối tiếp

Các phần tử được gọi là mắc nối tiếp khi chúng có chung một dòng điện chạy qua và
điện áp tổng cộng bằng tổng điện áp của từng phần tử.
Ví dụ

Hình 1.22 Định luật ohm trên dòng nối tiếp.

load (R1)
total (RT)
load (R2)

Hình 1.23 Mạch điện trên hình 1.22


14145011
•
-

Áp dụng định luật ohm để dự đoán hoạt động của mạch
Đối với mạch nối tiếp : Tổng trở mạch bằng tổng trở của tải ( ).
⇒

-

Dòng điện (I) bằng hiệu điện thế (E) chia tổng trở (R).

-

Sụt áp trên mỗi tải tương đương với dòng điện (I) bấy nhiêu lần điện trở của tải .

;

1.13 Ghép song song
-

Các phần tử được gọi là mắc song song khi chúng có chung một điện áp và dòng điện

-

tổng cộng bằng tổng dòng điện đi qua từng phần tử.
Nếu điện trở của các nhánh khác nhau, dòng điện trong mỗi nhánh sẽ khác nhau.

Hình 1.24 Mạch song song , đèn phanh trên ô tô.
+ Khi công tắc mở, điện áp được áp dụng cho tiếp điểm mở của công tắc. Không có
dòng điện chạy qua.


14145011

+ Khi công tắc đóng, dòng điện chạy qua công tắc và cả hai đèn để nối đất. Đèn sáng.
⸰ Chú ý :Một đoạn mạch song song chứa tất cả các phần tử của đoạn mạch nối tiếp, tuy
nhiên, một mạch song song có nhiều hơn một đường cho dòng điện. Nó thường có hai
hoặc nhiều tải và có thể có nhiều thiết bị điều khiển.
-

Các tải mạch được nối theo các đường dẫn song song gọi là các nhánh. "Mỗi chi nhánh
hoạt động độc lập với các chi nhánh khác. Trong mạch song song, có thể một tải không
hoạt động trong khi các tải khác tiếp tục hoạt động.
Ví dụ : Áp dụng định luật ohm giải thích sơ đồ sau :
From battery

- Battery +
Lamp
2
6Ω
Lamp
1
4Ω

Hình 1.25 Mạch song song , đèn phanh trên ô tô.
Áp dụng định luật ohm để dự đoán hoạt động của mạch
Đối với mạch song song :


14145011

⇒ Lắp thêm điện trở nhánh vào đoạn mạch song song thì điện trở tương đương
giảm.⸰ Chú ý :
-

Nếu có một mạch hở trong một hoặc nhiều nhánh, tăng điện trở tương đương sẽ làm giảm

-

dòng điện.
Tăng điện trở trong một nhánh có thể chỉ ảnh hưởng đến hoạt động của thành phần trong
nhánh đó. Tuy nhiên, nếu điện trở tăng đủ cao để tạo ra một mạch hở, thì mạch sẽ mất
một nhánh. Trong trường hợp đó, điện trở tương đương tăng và dòng điện giảm đối với

-

toàn bộ mạch.
Như trong mạch nối tiếp, điện áp nguồn cao hoặc ngắn mạch để nối đất trước khi tải có
thể tăng dòng điện, làm cháy cầu chì và hư hỏng các linh kiện khác.
1.14 Mạch hỗn hợp
- Ghép hỗn hợp các phần tử:
+ Sử dụng nhiều phần tử khác loại trong cùng một mạch.
+ Các phần tử được mắc theo cấu hình bất kỳ.

Dimmer : Bộ điều chỉnh
độ sáng

Hình 1.26 Mạch hỗn hợp : bộ điều chỉnh độ sáng ghép nối tiếp với 2 bóng đèn mắc song
song
•

Mạch điện hình 1.26.


14145011

Hình 1.27 Mạch hỗn hợp : bộ điều chỉnh độ sáng ghép nối tiếp với 2 bóng đèn mắc
song song
•

Bộ điều chỉnh độ sáng dimmer cấu tạo từ biến trở.

Nhận xét:
+ Mạch vẫn được biểu diễn bằng một thông số đặc trưng.
+ Không có công thức tổng quát để tính thông số đặc trưng từ các thông số thành

phần mà phải tính tùy theo từng trường hợp cụ thể.

1.15 Bài tập ví dụ.


14145011

VD1 : cho mạch hình 2.9 , Nguồn DC = 12V. Tính cường độ dòng điện I?

Tổng trở của mạch bằng tổng tất cả các

R1

R2

trở có trong mạch.
⇒
Hình 1.28
VD2 : cho mạch hình 1.29 , Nguồn DC = 12V. Tính cường độ dòng điện I

Hình 1.29
R1
•

Vẽ lại mạch: Do mỗi trở đi theo mỗi
nhánh khác nhau ⇒ vẽ 2 trở mắc
song song.
⇒

R2

Hình 1.30 Vẽ lại mạch điện 1.29
•

Note :


14145011

R1
-

Mạch nối tiếp :

R1

-

R3

R2

Mạch song song :

R2

R3


HAI ĐỊNH LUẬT KIRCHOFF

1.16 Định luật kirchoff 1
-

Tổng đại số các dòng điện tại một nút bằng không: ∑i=0
Trong đó thường quy ước các dòng điện có chiều đi tới nút mang dấu dương, và các dòng
điện có chiều rời khỏi nút thì mang dấu âm hoặc ngược lại.
Ví dụ : Tại nút A hình 2.12 , định luật Kiếchốp 1 được viết:

Hình 1.31
Nhận xét:
Phương trình viết theo phát biểu trên không mang tính tổng quát, phụ thuộc chiều

-

dòng điện cụ thể.
- Coi dòng điện là dòng điện đại số, theo quy ước dấu:
o

Dòng điện đi vào nút mang dấu (-).

o

Dòng điện đi ra khỏi nút mang dấu (+).

4.1 Định luật kirchoff 2 :
-

Phát biểu 1: “Trong một vòng kín bất kỳ, tổng điện áp trên các phần tử tích cực
bằng tổng điện áp trên các phần tử thụ động”.

Ví dụ : xét vòng hình 1.32

-

Hình 1.32
Chọn chiều (+) như hình vẽ, áp dụng định luật ta có phương trình

-

R1i1 + R2i2 − R3i3 − R4i4 = E1 − E2 + E3 − E4

Coi điện áp là đại lượng đại số, theo quy ước dấu: chọn một chiều (+) tùy ý trong
vòng.

-

•

o

Các điện áp cùng chiều (+) mang dấu (+).

o

Các điện áp ngược chiều (+) mang dấu (-).
Phát biểu 2: “Trong một vòng kín, tổng các điện áp đại số bằng 0”.
− E1 + E2 − E3 + E4 + R1i1 + R2i2 − R3i3 − R4i4 = 0

Nhận xét: Định luật 2 cho phép tạo ra B-(N-1) phương trình độc lập tuyến tính.

•

Note

-

Vòng kín:

-

Nút :


Bài tập ví dụ: