Lý thuyết Vật lí Lớp 11 - Chương 2: Dòng điện không đổi

Nội dung text: Lý thuyết Vật lí Lớp 11 - Chương 2: Dòng điện không đổi

1. CHƯƠNG II. DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI A. KIẾN THỨC CẦN NHỚ 1. Điện tích – Định luật Cu-lông Dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hướng. - Chiều quy ước của dòng điện là chiều dịch chuyển của các điện tích dương tức là ngược chiều dịch chuyển của các electron. - Cường độ dòng điện đặc trưng cho tác dụng mạnh yếu của dòng điện và được xác định bằng thương số giữa điện lượng q dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian t và khoảng thời gian đó: q I t Trong đó: q là điện lượng (C). t là thời gian điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn (s) - Dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian gọi là dòng điện không đổi. Với dòng điện không đổi ta có: q I t - Điều kiện để có dòng điện trong một môi trường nào đó là: trong môi trường đó phải có các dòng điện tích tự do và phải có một điện trường để đẩy các điện tích tự do chuyển động có hướng. Lưu ý Các tác dụng của dòng điện: dòng điện có tác dụng nhiệt, tác dụng hóa học, tác dụng từ, tác dụng cơ và tác dụng sinh lí, trong đó tác dụng từ là tác dụng đặc trưng của dòng điện STUDY TIP Trong vật dẫn điện có các điện tích tự do nên điều kiện để có dòng điện là phải có một hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn điện 2. Nguồn điện Nguồn điện là thiết bị để tạo ra và duy trì hiệu điện thế nhằm duy trì dòng điện trong mạch. - Nguồn điện có hai cực: cực dương (+) và cực âm ( ) - Suất điện động của nguồn điện đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và được đo bằng công của lực lạ khi làm dịch chuyển một đơn vị điện tích dương ngược chiều điện trường bên trong nguồn điện: A  q Trong đó: A là công của lực lạ (J) q là điện tích (C) Trang 1
2. Để đo suất điện động của nguồn ta dùng vôn kế mắc vào hai cực của nguồn điện khi mạch ngoài để hở. - Điện trở r của nguồn điện được gọi là điện trở trong của nó. STUDY TIP Các lực lạ (khác bản chất với lực điện) bên trong nguồn điện có tác dụng làm cho hai cực của nguồn điện được tích điện khác nhau và do đó duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nó. 3. Điện năng. Công suất điện - Lượng điện năng mà một đoạn mạch tiêu thụ khi có dòng điện chạy qua để chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác được đo bằng công của lực điện thực hiện khi dịch chuyển có hướng các điện tích. Công suất điện của một đoạn mạch là công suất tiêu thụ điện năng của đoạn mạch đó và có trị số bằng điện năng mà đoạn mạch tiêu thụ trong một đơn vị thời gian, hoặc bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó. A P UI t Trong đó: A là điện năng (J) t là thời gian tiêu thụ điện năng (s) U là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch (V) Nhiệt lượng tỏa ra trên một vật dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với điện trở của vật dẫn, với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn đó: Q RI 2t Trong đó: Q là nhiệt lượng tỏa ra trên vật dẫn (J) I là cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn (A). t là thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn (s). Công suất tỏa nhiệt P ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua đặc trưng cho tốc độ tỏa nhiệt của vật dẫn đó và được xác định bằng nhiệt lượng tỏa ra ở vật dẫn trong một đơn vị thời gian: Q P RI 2 t Công của nguồn điện bằng điện năng tiêu thụ trong toàn mạch. Ang It Trong đó:  là suất điện động của nguồn (V) - Công suất của nguồn điện bằng công suất tiêu thụ điện năng của toàn mạch: Png I - Để đo công suất điện người ta dùng oát – kế. Để đo công của dòng điện, tức là điện năng tiêu thụ, người ta dùng máy đếm điện năng hay công tơ điện. Điện năng tiêu thụ thường được tính ra kilôoat giờ (kWh) 1kWh 3 600 000 J Trang 2
3. 4. Định luật Ôm đối với toàn mạch - Cường độ dòng điện chạy trong mạch kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch đó: E I RN r - Tích của cường độ dòng điện chạy qua một đoạn mạch và điện trở của nó được gọi là độ giảm thế trên đoạn mạch đó. Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng tổng các độ giảm điện thế ở mạch ngoài và mạch trong: E IRN Ir - Hiện tượng đoản mạch xảy ra khi nối hai cực của một nguồn điện chỉ bằng dây dẫn có điện trở rất nhỏ. Khi đoản mạch, dòng điện qua mạch có cường độ lớn và có hại. - Hiệu suất của nguồn điện: U R H N E R r STUDY TIP Định luật Ôm đối với toàn mạch hoàn toàn phù hợp với định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng Trang 3