PHY-26Lớp 11 · Bài 24–26 · SGK Kết nối tri thức

Nguồn điện, điện trở trong, năng lượng điện

Nối pin có điện trở trong với tải thay đổi được, đo suất điện động E khi mạch hở và thấy U = E − I·r giảm khi dòng điện tăng.

Đang tải mô hình 3D…

Mục tiêu bài học

Nguồn cung cấp năng lượng.
Điện trở trong gây sụt áp khi có dòng.
Công suất và điện năng.

Thuyết minh: Hãy quan sát mô hình và xác định đại lượng đang thay đổi. Nguồn cung cấp năng lượng; điện trở trong gây sụt áp khi có dòng; công suất và điện năng. Khi thay thông số, đối chiếu chuyển động và đồ thị; chỉ kết luận trong các giả thiết đã công bố.

Ba cảnh của mô phỏng

Cảnh S01
Mạch pin có điện trở trong nối tải
Cảnh S02
Điều chỉnh tải, hiện hiệu điện thế mạch ngoài U=E−Ir
Cảnh S03
Thay đổi dòng và xem phân bố công suất nguồn–tải–nhiệt trong

Điều khiển trong mô phỏng

Đổi R tải
r
mở đồng hồ
đo E khi mạch hở

Chốt kiểm tra kiến thức

Khi I tăng, U hai cực nguồn thực thường giảm trong mô hình r cố định.

Dùng mô phỏng và bảng đo ở trên để tự kiểm chứng nhận định này.

Lưu ý để không hiểu sai

Không đồng nhất suất điện động với điện áp hai cực khi đang có dòng.

Câu hỏi tự kiểm tra

Chọn đáp án để xem giải thích ngay. Không cần đăng nhập.

Câu 1Pin có suất điện động 9 V đang cấp dòng cho một bóng đèn. Vôn kế mắc vào hai cực pin chỉ giá trị

Câu 2Nguồn có E = 12 V, r = 1 Ω nối với điện trở R = 5 Ω. Hiệu điện thế giữa hai cực nguồn là

Kí hiệu và đại lượng

Suất điện động EElectromotive force (emf): Đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn: E = A/q, đơn vị V (SGK kí hiệu ℰ); bằng hiệu điện thế giữa hai cực khi mạch hở.
Điện trở trong rInternal resistance: Điện trở của chính nguồn điện, đơn vị Ω; gây sụt áp I·r bên trong nguồn khi có dòng điện.
Điện trở mạch ngoài RLoad resistance: Điện trở của tải nối với hai cực nguồn, đơn vị Ω; cường độ dòng điện trong mạch kín I = E/(R + r).
Hiệu điện thế mạch ngoài UTerminal voltage: Hiệu điện thế giữa hai cực nguồn khi có dòng: U = E − I·r = I·R, đơn vị V; nhỏ hơn E khi I > 0.
Cường độ dòng điện ICurrent: I = E/(R + r), đơn vị A; lớn nhất bằng E/r khi đoản mạch (R ≈ 0), rất nguy hiểm cho nguồn.
Công suất PPower: Công suất của nguồn P = E·I; công suất tiêu thụ ở mạch ngoài P = U·I = I²R; công suất hao phí trong nguồn I²r. Đơn vị W.
Điện năng AElectrical energy: Năng lượng điện tiêu thụ trong thời gian t: A = U·I·t, đơn vị J; 1 kW·h = 3,6·10⁶ J.

Điện trở trong r coi như không đổi; ở pin thật, r tăng dần khi pin cũ đi và thay đổi theo nhiệt độ. Nội dung là bản nháp do NAVI biên soạn theo kiến thức phổ thông, chờ giáo viên bộ môn đối chiếu với ấn bản SGK đang giảng dạy.